JPH07161032A - Magnetic recording medium - Google Patents

Magnetic recording medium

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Publication number
JPH07161032A
JPH07161032A JP30882393A JP30882393A JPH07161032A JP H07161032 A JPH07161032 A JP H07161032A JP 30882393 A JP30882393 A JP 30882393A JP 30882393 A JP30882393 A JP 30882393A JP H07161032 A JPH07161032 A JP H07161032A
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JP
Japan
Prior art keywords
group
layer
protective layer
recording medium
magnetic recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP30882393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Kitaoka
北岡正樹
Toshifumi Tsujino
敏文 辻野
Akio Takigawa
章雄 滝川
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve the uniformity of a lubricant and the adhesive property to a protective layer by forming a polyorganosiloxane-contg. layer with ruggedness formed by hard fine particles dispersed in the matrix as the protective layer with a coating soln. contg. specified organosilicon compds. and specified hard fine particles. CONSTITUTION:A polyorganosiloxane-contg. layer as a protective layer 5 is formed on a magnetic layer 4 by applying and heat-curing a coating soln. contg. organosilicon compds. represented by the formulae R<1>nSi(R<2>)4-n such as a mixture of tetraethoxysmlane with gamma-hydroxytrimethoxysilane and hard fine particles such as fine silicon dioxide particles. Since the layer 5 is made rugged by the fine silicon dioxide particles dispersed in the polyorganosiloxane and silicon dioxide as the matrix, the uniformity of the lubricant of a lubricative layer 6 and the adhesive property to the protective layer 5 are improved. In the formulae, R<1> is hydroxyl, epoxy, mercapto, amino, etc., R<2> is alkoxy, acyloxy, isocyanato, etc., and (n) is 1-3.

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、CSS耐久特性が優れ
た磁気記録媒体に関し、さらに詳述すると保護層の強靱
性が改善され、かつ、潤滑層と保護層との密着性が改善
された磁気記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium having excellent CSS durability characteristics. More specifically, the toughness of the protective layer is improved and the adhesion between the lubricating layer and the protective layer is improved. The present invention relates to a magnetic recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、コンタクトスタートストップ
(以下CSSと記す)式の磁気ディスク装置に用いられ
る磁気記録媒体は、非磁性体基板上に磁性層、保護層お
よび潤滑層を順次形成して製造される。保護層は磁性層
を外部環境から保護し、磁気ヘッドとの直接接触により
損傷するのを防止し、一方潤滑層は、保護層の摩耗を緩
和する役割を果たす。保護層は、耐摩耗性あるいは潤滑
性が良好であるという観点から、二酸化珪素のような金
属酸化物、窒化珪素のような金属窒化物、非晶質炭素等
の無機物で構成され、潤滑層は、化学的安定性、低蒸気
圧、低表面張力、境界潤滑性、保護層との付着力が良好
等の特性から、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑
剤が用いられている。更に、磁気記録媒体と磁気ヘッド
間の摩擦を低減させるため、磁気記録媒体の表面に微細
な凹凸表面が付与される。磁気記録媒体の表面に適当の
凹凸と潤滑性を付与することにより、それらの相乗効果
によって、磁気記録媒体のコンタクトスタートストップ
(CSS)特性の向上が計られている。
2. Description of the Related Art Generally, a magnetic recording medium used in a contact start stop (hereinafter referred to as CSS) type magnetic disk device is manufactured by sequentially forming a magnetic layer, a protective layer and a lubricating layer on a non-magnetic substrate. It The protective layer protects the magnetic layer from the external environment and prevents the magnetic layer from being damaged by direct contact with the magnetic head, while the lubricating layer serves to mitigate wear of the protective layer. The protective layer is composed of a metal oxide such as silicon dioxide, a metal nitride such as silicon nitride, or an inorganic substance such as amorphous carbon from the viewpoint of good wear resistance or lubricity. A liquid lubricant of perfluoropolyether type is used because of its properties such as chemical stability, low vapor pressure, low surface tension, boundary lubricity, and good adhesion to the protective layer. Further, in order to reduce friction between the magnetic recording medium and the magnetic head, a fine uneven surface is provided on the surface of the magnetic recording medium. By providing appropriate irregularities and lubricity on the surface of the magnetic recording medium, the synergistic effect between them has been attempted to improve the contact start stop (CSS) characteristics of the magnetic recording medium.

【0003】特開昭61−229227号公報や特開昭
61−73227号公報には、磁気記録媒体の磁性層の
保護層を形成するとともに、磁気記録媒体表面に凹凸を
同時に形成することを目的として、磁性層上に二酸化珪
素微粒子を分散させたテトラアルコキシシランの加水分
解溶液を塗布、硬化させて保護層を形成することが開示
されている。また、特開平2−137120号公報に
は、2種以上の平均粒径を有するシリカ微粒子を二酸化
珪素膜中に分散させたものを保護層とする磁気記録媒体
が開示されている。
In Japanese Patent Laid-Open No. 61-229227 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-732227, it is intended to form a protective layer for a magnetic layer of a magnetic recording medium and simultaneously form irregularities on the surface of the magnetic recording medium. It is disclosed that a protective layer is formed by applying a hydrolyzed solution of tetraalkoxysilane in which fine particles of silicon dioxide are dispersed on the magnetic layer and curing the solution. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-137120 discloses a magnetic recording medium having a protective layer formed by dispersing silica fine particles having two or more kinds of average particle diameters in a silicon dioxide film.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記硬
質微粒子を分散させる保護層とのマトリックスとして二
酸化珪素を用いた従来技術では、潤滑剤の均一塗布性な
らびに保護層と潤滑剤の付着力が必ずしも十分であると
はいえなかった。すなわち、保護層表面において摩擦係
数の場所によるばらつきが生じ、耐久性が十分でなかっ
た。たとえば潤滑層が消失した部分では、摩擦係数の増
大が顕著となり、更に二酸化珪素膜は脆いので、やがて
保護層の摩耗が進み、ときには磁性層にまで破壊が及ぶ
という問題点があった。本発明は上記問題点を解決する
ためになされたもので、潤滑剤の均一塗布性ならびに保
護層と潤滑剤の付着力を強くして磁気ヘッドとの摩擦を
低減させる磁気記録媒体を提供することを目的とする。
However, in the prior art in which silicon dioxide is used as a matrix with the protective layer in which the hard fine particles are dispersed, the uniform coating property of the lubricant and the adhesive force between the protective layer and the lubricant are not always sufficient. I couldn't say that. That is, the friction coefficient varies depending on the location on the surface of the protective layer, and the durability is not sufficient. For example, in the portion where the lubricating layer has disappeared, the friction coefficient increases remarkably and the silicon dioxide film is fragile, so that there is a problem that the wear of the protective layer progresses and eventually the magnetic layer is destroyed. The present invention has been made to solve the above problems, and provides a magnetic recording medium that reduces the friction between the magnetic head and the uniform coating property of the lubricant and the adhesion between the protective layer and the lubricant. With the goal.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、表面が平滑な
非磁性体基板上に磁性層、保護層および潤滑層を順次形
成してなる磁気記録媒体において、保護層を下記の一般
式(1)および(2)で示される有機珪素化合物と硬質
微粒子とを含む塗布溶液を磁性層上に塗布、硬化して形
成したポリオルガノシロキサン含有層としたことを特徴
とする磁気記録媒体である。
According to the present invention, in a magnetic recording medium in which a magnetic layer, a protective layer and a lubricating layer are sequentially formed on a non-magnetic substrate having a smooth surface, a protective layer having the following general formula ( A magnetic recording medium comprising a polyorganosiloxane-containing layer formed by coating and curing a coating solution containing the organosilicon compound represented by 1) and (2) and hard fine particles on the magnetic layer.

【0006】R1 nSi(R24-n (1) Si(R24 (2) ここで、 R1:ヒドロキシル基、エポキシ基、メルカプト基、ア
ミノ基または4級アンモニウム基を有する有機基で、互
いに同一であっても異なっていてもよい、 R2:アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシアル
コキシ基、イソシアネート基または塩素元素で、互いに
同一であっても異なっていてもよい、 n:1〜3のいずれかの整数、である。
R 1 n Si (R 2 ) 4-n (1) Si (R 2 ) 4 (2) where R 1 has a hydroxyl group, an epoxy group, a mercapto group, an amino group or a quaternary ammonium group. Organic groups, which may be the same or different from each other, R 2 : an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxyalkoxy group, an isocyanate group or a chlorine element, which may be the same or different from each other, n: It is an integer of any one of 1 to 3.

【0007】本発明の保護層は、一般式(1)で示され
る有機珪素化合物および/またはそれらの部分加水分解
縮合物と、一般式(2)で示される有機珪素化合物およ
び/またはそれらの部分加水分解縮合物と、硬質微粒子
とを含む塗布溶液を磁性層上に塗布後加熱などにより硬
化して形成することができる。ここで、加水分解縮合物
とは、一般式(1)、(2)で示される有機珪素化合物
中のアルコキシ基、アルコキシアルコキシ基、アシルオ
キシ基、イソシアネート基、塩素元素の一部または全部
が水酸基で置換されたもの、および更に一部縮合が進行
したものをいう。
The protective layer of the present invention comprises an organosilicon compound represented by the general formula (1) and / or a partial hydrolysis-condensation product thereof, and an organosilicon compound represented by the general formula (2) and / or a part thereof. It can be formed by coating a coating solution containing a hydrolyzed condensate and hard fine particles on the magnetic layer and then curing it by heating or the like. Here, the hydrolysis-condensation product is an alkoxy group, an alkoxyalkoxy group, an acyloxy group, an isocyanate group in the organosilicon compound represented by the general formulas (1) and (2), or a part or all of the chlorine element is a hydroxyl group. It is a substituted one or a partially condensed one.

【0008】本発明に用いられる一般式(1)で示され
る有機珪素化合物としては、γ−ヒドロキシプロピルト
リメトキシシラン、オクタデシルジメチル[3ー(トリ
メトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(N,N
−ジグリシジル)アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランを例
示できる。また、一般式(2)で示される有機珪素化合
物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシ
ラン、テトラアセトキシラン、テトライソシアネートシ
ラン等を例示できる。一般式(1)で示される有機珪素
化合物において、ヒドロキシル基、アミノ基、エポキシ
基、メルカプト基、4級アンモニウム基を末端に有する
炭化水素基R1を有する有機珪素化合物および/または
その誘導体を含む塗布溶液を用いて保護層を形成した
後、パーフルオロポリエーテル等の潤滑剤を塗布する
と、潤滑剤の均一塗布性の向上および保護膜中の前記官
能基と潤滑剤とが水素結合を介して結合し、保護層と潤
滑層が強固に結合する。
Examples of the organosilicon compound represented by the general formula (1) used in the present invention include γ-hydroxypropyltrimethoxysilane, octadecyldimethyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride,
γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl)-
γ-aminopropyltrimethoxysilane, 3- (N, N
-Diglycidyl) aminopropyltrimethoxysilane,
An example is γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane. Examples of the organosilicon compound represented by the general formula (2) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraacetoxylan, tetraisocyanatesilane and the like. The organosilicon compound represented by the general formula (1) contains an organosilicon compound having a hydroxyl group, an amino group, an epoxy group, a mercapto group, a hydrocarbon group R 1 having a quaternary ammonium group at its terminal, and / or a derivative thereof. When a lubricant such as perfluoropolyether is applied after forming the protective layer using the coating solution, the uniform coating property of the lubricant is improved and the functional group in the protective film and the lubricant are bonded via hydrogen bonds. The protective layer and the lubricating layer are firmly bonded to each other.

【0009】塗布溶液中に含まれる一般式(1)および
(2)で示される有機珪素化合物の混合割合は、各々R
1 nSiO(4-n)/2としてのモル数およびSiO2としての
モル数に換算して表して、SiO2/R1 nSiO(4-n)/2
比を1〜103とするのが好ましい。この値が103を超
えると磁気記録媒体の保護層として、潤滑剤の均一塗布
性が低下し、磁気ヘッド摺動時の摩擦係数が保護層の表
面で場所によりばらつくので好ましくない。更に保護層
自体が脆くなるので好ましくない。一方1に満たないと
きは、保護層の耐摩耗性が不十分となり磁気記録媒体と
しての摩耗強度が低下するので好ましくない。磁性層の
磁気的性質の変化が磁気記録媒体としての記録および再
生に影響を与えない温度で保護層を塗布、硬化させる
と、一般式(1)で示される有機珪素化合物の有機基R
1は分解することなく保護層中に残存する。この様にし
て保護層中に導入された有機基は、潤滑層との親和性を
有し、潤滑耐久性の向上および保護層の強靱性付与に寄
与し、磁気ヘッドが磁気記録媒体表面にたとえ衝突した
場合においても大きな破壊抵抗を示す。
The mixing ratio of the organosilicon compounds represented by the general formulas (1) and (2) contained in the coating solution is R
1 n SiO (4-n) / represents in terms of the number of moles and the number of moles of the SiO 2 as a 2, SiO 2 / R 1 n SiO (4-n) / 2
The ratio is preferably 1 to 10 3 . As a protective layer of a magnetic recording medium if the value exceeds 10 3, reduces the uniform application of the lubricant, the friction coefficient at the time the magnetic head sliding varies by location on the surface of the protective layer is not preferable. Furthermore, the protective layer itself becomes brittle, which is not preferable. On the other hand, when it is less than 1, abrasion resistance of the protective layer becomes insufficient and abrasion strength as a magnetic recording medium decreases, which is not preferable. When the protective layer is applied and cured at a temperature at which changes in the magnetic properties of the magnetic layer do not affect recording and reproduction as a magnetic recording medium, the organic group R of the organosilicon compound represented by the general formula (1) is used.
1 remains in the protective layer without decomposition. The organic group thus introduced into the protective layer has affinity with the lubricating layer, contributes to improvement of lubrication durability and imparting toughness of the protective layer, and the magnetic head is not comparable to the surface of the magnetic recording medium. Even in the case of a collision, it shows a large resistance to destruction.

【0010】本発明において、磁気記録媒体と磁気ヘッ
ドとの間に摩擦係数をさらに低減させるために、磁気記
録媒体表面に、凸部と凹部の差が約5nm以上の、凹凸
表面を付与することができる。本発明においては、前記
凹凸表面形状を保護層中の硬質微粒子により形成され
る。硬質微粒子としてアルミニウム、ケイ素、チタン、
ジルコニウム、スズ、アンチモン、タンタル等の酸化物
を用いることができ、なかでもそれらの金属酸化物微粒
子が水もしくはアルコール系の分散媒に分散したゾルが
好ましい。特にシリカゾルが塗布液調製時の安定性、入
手し得る品種の多さ等から好ましい。シリカゾルとは、
粒径が約1〜500nmのシリカ(二酸化珪素)微粒子
を水またはアルコール系分散媒に分散せしめたゾル、ま
たはこのゾルから分散媒を除去した乾燥粉末を再度、適
当な分散媒に分散せしめたゾルである。
In the present invention, in order to further reduce the coefficient of friction between the magnetic recording medium and the magnetic head, the surface of the magnetic recording medium is provided with an uneven surface having a difference between the convex portion and the concave portion of about 5 nm or more. You can In the present invention, the uneven surface shape is formed by the hard fine particles in the protective layer. As fine particles, aluminum, silicon, titanium,
Oxides such as zirconium, tin, antimony, and tantalum can be used, and among them, a sol in which the metal oxide fine particles are dispersed in a water or alcohol-based dispersion medium is preferable. In particular, silica sol is preferable in terms of stability at the time of preparing a coating solution, a large number of kinds available, and the like. What is silica sol?
A sol in which silica (silicon dioxide) fine particles having a particle size of about 1 to 500 nm are dispersed in water or an alcohol-based dispersion medium, or a dry powder obtained by removing the dispersion medium from this sol is dispersed in an appropriate dispersion medium again. Is.

【0011】塗布溶液中に含まれる一般式(1)および
(2)で示される有機珪素化合物の濃度およびこれに添
加するシリカゾルの粒径および濃度を調節することによ
って、最適な凹凸形状を有する保護層を形成することが
できる。
By controlling the concentration of the organosilicon compounds represented by the general formulas (1) and (2) contained in the coating solution and the particle size and concentration of the silica sol added thereto, protection having an optimum uneven shape is obtained. Layers can be formed.

【0012】本発明にかかる保護層中に含ませる微粒子
の好ましい態様としては、珪素元素の換算モル数で表し
て、平均粒径が約10nm〜約300nmの微粒子を、
一般式(1)および(2)の有機珪素化合物およびそれ
らの誘導体の合計量に対して、10ー5〜10-1倍となる
ように混合する。これにより保護層表面の凸部と凹部の
差を約5nm以上とすることができる。さらに好ましく
は、珪素元素の換算モル数で平均粒径が約20nm〜約
100nmの微粒子を、一般式(1)および(2)およ
びそれらの誘導体の合計量に対して、約10ー3〜約10
ー2倍となるように混合する。これにより保護層表面の凸
部と凹部の差を約10nm以上とし、磁気ヘッドとの摩
擦係数が低く、かつ磁気ヘッド摺動に対する耐久性を高
くすることができる。平均粒径が300nmを超える微
粒子を用いることは、磁気記録媒体使用時の磁気ヘッド
と磁性層との距離が増大し、記録再生特性が低下するの
で好ましくない。粒径が約300nm以下の硬質微粒子
であれば、粒径の異なる2種類以上の硬質微粒子を用い
てもよい。
In a preferred embodiment of the fine particles contained in the protective layer according to the present invention, fine particles having an average particle size of about 10 nm to about 300 nm, expressed as the number of moles of silicon element, are used.
To the general formula (1) and organosilicon compound (2) and the total amount of derivatives thereof are mixed so as to be 10 -5 10 -1 times. Thereby, the difference between the convex portion and the concave portion on the surface of the protective layer can be about 5 nm or more. More preferably, the fine particles having an average particle size of about 20 nm to about 100 nm in terms of the number of moles of silicon element are about 10 −3 to about 10 with respect to the total amount of the general formulas (1) and (2) and their derivatives. 10
-Mix to double. As a result, the difference between the convex portion and the concave portion on the surface of the protective layer is about 10 nm or more, the coefficient of friction with the magnetic head is low, and the durability against sliding of the magnetic head can be increased. It is not preferable to use fine particles having an average particle diameter of more than 300 nm because the distance between the magnetic head and the magnetic layer when using the magnetic recording medium increases and the recording / reproducing characteristics deteriorate. Two or more kinds of hard fine particles having different particle diameters may be used as long as the hard fine particles have a particle diameter of about 300 nm or less.

【0013】上記塗布溶液中の、一般式(1)と(2)
で示される有機珪素化合物および二酸化珪素微粒子の濃
度の和が、R1 nSiO(4-n)/2、SiO2等に換算した重
量濃度で約0.1〜約10%となるようにするのが好ま
しい。濃度調整用の溶媒としてメタノール、エタノー
ル、イソプロピルアルコール、エトキシエタノール、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテル等を用いること
ができる。
General formulas (1) and (2) in the above coating solution
So that the sum of the concentrations of the organosilicon compound and the fine particles of silicon dioxide is about 0.1 to about 10% in terms of the weight concentration converted into R 1 n SiO (4-n) / 2 , SiO 2, etc. Is preferred. Methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethoxyethanol, propylene glycol monomethyl ether or the like can be used as a solvent for adjusting the concentration.

【0014】このような塗布液を使用して磁性層上に塗
布した後、被膜を硬化して保護層とするが、塗布方法と
しては、浸漬塗布法または回転塗布法が好ましい。塗布
後、磁性層の磁気的性質の変化が記録および再生に影響
を与えない、たとえば約400℃以下、より好ましくは
約300℃以下の温度で加熱硬化するか、または紫外
線、遠紫外線などを照射して硬化させて保護層とするこ
とができる。この様にして凹部の厚みが、約5nm〜約
50nmで、凸部と凹部の差が約5nm〜約250nm
の凹凸形状を保護膜表面に形成することができる。凹部
の厚みが約5nm以下では、磁気ヘッドの摺動に対し
て、磁性層を保護する効果が低下するため好ましくな
い。また、50nmを超えると、磁気ヘッドと磁性層の
距離が増大し記録再生特性が低下するので好ましくな
い。また凸部と凹部の差が約5nm以下では良好なCS
S耐久性が得られ難く、約250nmを越えると記録再
生特性が低下するので好ましくない。
After coating on the magnetic layer using such a coating solution, the coating film is cured to form a protective layer. The coating method is preferably a dip coating method or a spin coating method. After coating, changes in magnetic properties of the magnetic layer do not affect recording and reproduction, for example, heat curing at a temperature of about 400 ° C. or less, more preferably about 300 ° C. or less, or irradiation with ultraviolet rays, far ultraviolet rays, etc. Then, it can be cured to form a protective layer. Thus, the thickness of the concave portion is about 5 nm to about 50 nm, and the difference between the convex portion and the concave portion is about 5 nm to about 250 nm.
The uneven shape of can be formed on the surface of the protective film. When the thickness of the concave portion is about 5 nm or less, the effect of protecting the magnetic layer against sliding of the magnetic head decreases, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 50 nm, the distance between the magnetic head and the magnetic layer increases and the recording / reproducing characteristics deteriorate, which is not preferable. Also, if the difference between the convex portion and the concave portion is about 5 nm or less, good CS
S durability is difficult to obtain, and if it exceeds about 250 nm, the recording / reproducing characteristics deteriorate, which is not preferable.

【0015】本発明に用いられる非磁性基板としては、
ガラス、セラミックス等の無機酸化物系、アルミニウム
等の金属系のいずれも用いることができる。また、本発
明に用いられる磁性層は、スパッタリング等で被覆され
る合金磁性膜を用いることができる。ガラス板を用いる
場合は、火造り面またはその面を研磨により平滑にして
用いられる。アルミニウム基板を用いるときは、ニッケ
ル・リン膜を被覆しその面を研磨により平滑にして用い
られる。本発明の潤滑層としては、パーフルオロポリエ
ーテルなどのフッ素を含有する高分子化合物からなる公
知の潤滑油を用いることができる。また、本発明におい
ては、磁性層を被覆するに先立ち、磁性層の磁気特性に
影響を与える結晶性を制御するためのクロム金属などの
下地層を設けても良く、磁性層の上に保護層を設けると
きに磁性層の酸化を防止するために、保護層の形成に先
立ち非磁性の酸化防止層を設けてもよい。
As the non-magnetic substrate used in the present invention,
Any of inorganic oxides such as glass and ceramics and metals such as aluminum can be used. As the magnetic layer used in the present invention, an alloy magnetic film coated by sputtering or the like can be used. When a glass plate is used, the fire-polished surface or its surface is smoothed by polishing before use. When an aluminum substrate is used, it is used by coating it with a nickel-phosphorus film and smoothing its surface by polishing. As the lubricating layer of the present invention, a known lubricating oil composed of a fluorine-containing polymer compound such as perfluoropolyether can be used. Further, in the present invention, prior to coating the magnetic layer, an underlayer of chromium metal or the like for controlling crystallinity which affects the magnetic characteristics of the magnetic layer may be provided, and a protective layer may be provided on the magnetic layer. In order to prevent the oxidation of the magnetic layer when providing, the non-magnetic antioxidant layer may be provided prior to the formation of the protective layer.

【0016】[0016]

【作用】本発明の保護層は、珪素分子に直接結合した有
機基を有するポリオルガノシロキサン分子を含有してい
るため強靱性を有する。これにより磁気ヘッドがたとえ
保護層表面に強く接触、衝突しても保護膜を突き破って
磁気層を破壊することが抑制される。また、保護層中に
存在するポリオルガノシロキサンの珪素原子に直接結合
した有機基の炭素鎖に結合した官能基は、保護層と保護
層の上に塗布される潤滑層との結合を強固にするので、
磁気ヘッドの摺動により潤滑層が保護層表面で移動し、
それにより保護層が局部的に露出することが防止され
る。さらに、本発明の保護層中の硬質微粒子は、磁気記
録媒体表面に凹凸を付与し、CSS特性を向上させる。
The protective layer of the present invention has toughness because it contains a polyorganosiloxane molecule having an organic group directly bonded to a silicon molecule. This prevents the magnetic head from breaking through the protective film and destroying the magnetic layer even if the magnetic head strongly contacts or collides with the surface of the protective layer. Further, the functional group bonded to the carbon chain of the organic group directly bonded to the silicon atom of the polyorganosiloxane present in the protective layer strengthens the bond between the protective layer and the lubricating layer coated on the protective layer. So
The sliding of the magnetic head moves the lubricating layer on the surface of the protective layer,
This prevents the protective layer from being locally exposed. Further, the hard fine particles in the protective layer of the present invention impart irregularities on the surface of the magnetic recording medium, and improve CSS characteristics.

【0017】[0017]

【実施例】以下、実施例、比較例を挙げて本発明を詳細
に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

【0018】実施例1 テトラエトキシシラン10g,γーヒドロキシプロピル
トリメトキシシラン1g,エチルアルコール30g,蒸
留水20gおよび酢酸5gを混合し、5時間室温で攪拌
した。この溶液25gをエチルアルコール200gで希
釈後、粒径20〜30nmの二酸化珪素微粒子を純水中
に4重量%分散させた溶液を1g添加して、保護層形成
用の塗布液とした。表面に、凹凸形状が形成されていな
い磁性層上に、上記塗布液をスピンコート法で塗布した
後、290℃で1時間熱処理して、保護層を硬化形成し
た。走査型電子顕微鏡により、破断面を観察したとこ
ろ、二酸化珪素微粒子による凹凸形状が確認された。凹
部の厚みは、約15nmであった。上記得られた保護層
上に、スピンコート法によって、末端にヒドロキシル基
を有するパーフルオロポリエーテルを塗布後、100℃
で30分間乾燥して、膜厚約2nmの潤滑層を形成し目
的とする磁気記録媒体を得た。この磁気記録媒体に対
し、2万回のCSSテストを実施した後、磁気ヘッドの
静止摩擦係数および面内の動摩擦係数を測定した結果を
表1に示す。
Example 1 10 g of tetraethoxysilane, 1 g of γ-hydroxypropyltrimethoxysilane, 30 g of ethyl alcohol, 20 g of distilled water and 5 g of acetic acid were mixed and stirred at room temperature for 5 hours. After 25 g of this solution was diluted with 200 g of ethyl alcohol, 1 g of a solution in which 4% by weight of silicon dioxide fine particles having a particle diameter of 20 to 30 nm was dispersed in pure water was added to prepare a coating liquid for forming a protective layer. The coating solution was applied onto the magnetic layer on the surface of which the uneven shape was not formed, by a spin coating method, and then heat-treated at 290 ° C. for 1 hour to form a hardened protective layer. When the fracture surface was observed with a scanning electron microscope, irregular shapes due to the silicon dioxide fine particles were confirmed. The thickness of the recess was about 15 nm. After coating a perfluoropolyether having a hydroxyl group at the terminal by spin coating on the obtained protective layer, 100 ° C.
And dried for 30 minutes to form a lubricating layer having a film thickness of about 2 nm to obtain a desired magnetic recording medium. Table 1 shows the results of measuring the static friction coefficient and the in-plane dynamic friction coefficient of the magnetic head after the CSS test was performed 20,000 times on this magnetic recording medium.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】実施例2 テトラエトキシシラン100g,γーグリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン10g,エチルアルコール20
0g,蒸留水35gおよび酢酸3gを混合し、約50℃
で20時間攪拌した。この溶液30gをエチルアルコー
ル250gで希釈後、粒径30〜40nmの二酸化珪素
微粒子を純水中に2重量%分散させた溶液を3g添加し
て保護層形成用の塗布液とした。表面に、凹凸形状が形
成されていない磁性層上に、上記塗布液をスピンコート
法で塗布した後、300℃で1時間熱処理して、保護層
を硬化形成した。走査型電子顕微鏡により、破断面を観
察したところ、保護層凹部厚みは約20nmであった。
また原子間力顕微鏡(AFM)で観察した結果凸部と凹
部の差は、約20nmであった。上記得られた保護層上
に、スピンコート法によって、末端にヒドロキシル基を
有するパーフルオロポリエーテルを塗布後、100℃で
30分間乾燥して、膜厚約2nmの潤滑層を形成し、目
的とする磁気記録媒体を得た。この磁気記録媒体に対
し、ピン・ディスク摩耗テスト(ピン形状は約2mm
φ,10gf,300rpm)を実施した結果を表2に
示す。本テストは保護膜の破壊に到るまでの時間が長い
ほど保護膜が低摩擦かつ強靱であることを示している。
Example 2 Tetraethoxysilane 100 g, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane 10 g, ethyl alcohol 20
0 g, 35 g of distilled water and 3 g of acetic acid are mixed, and the temperature is about 50 ° C.
And stirred for 20 hours. After 30 g of this solution was diluted with 250 g of ethyl alcohol, 3 g of a solution in which 2 wt% of silicon dioxide fine particles having a particle size of 30 to 40 nm were dispersed in pure water was added to prepare a coating liquid for forming a protective layer. The above coating solution was applied onto the magnetic layer on the surface of which no concavo-convex shape was formed, by a spin coating method, followed by heat treatment at 300 ° C. for 1 hour to form a protective layer by curing. When the fracture surface was observed with a scanning electron microscope, the thickness of the protective layer recess was about 20 nm.
As a result of observation with an atomic force microscope (AFM), the difference between the convex portion and the concave portion was about 20 nm. On the protective layer obtained above, a perfluoropolyether having a hydroxyl group at the end was applied by a spin coating method and then dried at 100 ° C. for 30 minutes to form a lubricating layer having a film thickness of about 2 nm. A magnetic recording medium was obtained. This magnetic recording medium has a pin / disk wear test (the pin shape is approximately 2 mm
φ, 10 gf, 300 rpm) is shown in Table 2. This test shows that the longer the time until the protective film is destroyed, the lower the friction and the toughness of the protective film.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】実施例3 実施例1において粒径20〜30nmの二酸化珪素微粒
子に代え,約10nm×約50nmの偏平形状のアルミ
ナ微粒子を用いた以外は実施例1と同様に実施した。得
られた磁気記録媒体は良好なCSS耐久性を示した。
Example 3 The same procedure as in Example 1 was carried out except that flat alumina particles of about 10 nm × about 50 nm were used in place of the silicon dioxide particles having a particle size of 20 to 30 nm. The obtained magnetic recording medium showed good CSS durability.

【0023】比較例1 テトラエトキシシラン11g,エチルアルコール30
g,蒸留水20gおよび酢酸5gを混合し、5時間室温
で攪拌した。この溶液25gをエチルアルコール200
gで希釈後、粒径20〜30nmの二酸化珪素微粒子を
純水中に4重量%分散させた溶液を1g添加して、保護
層形成用の塗布液とした。表面に、凹凸形状が形成され
ていない磁性層上に、上記塗布液をスピンコート法で塗
布した後、290℃で1時間熱処理して、保護層を硬化
形成した。走査型電子顕微鏡により、破断面を観察した
ところ、二酸化珪素微粒子による凹凸形状が確認され、
凹部の厚みは約15nmであった。上記得られた保護層
上に、スピンコート法によって、末端にヒドロキシル基
を有するパーフルオロポリエーテルを塗布後、100℃
で30分間乾燥して、膜厚約2nmの潤滑層を形成し磁
気記録媒体とした。この磁気記録媒体に対し、2万回の
CSSテストを実施した後、磁気ヘッドの静止摩擦係数
および面内の動摩擦係数を測定した結果を表1に示す。
表1のとうり、本発明の磁気記録媒体は、磁気ヘッド摺
動時の摩擦係数の絶対値が、低く抑えられている。ま
た、動摩擦係数の面内ばらつきもきわめて小さい。保護
層形成に、一般式(1)で示される有機珪素化合物とし
て、γーヒドロキシプロピルトリメトキシシランを使用
した効果は明らかである。γーヒドロキシプロピルトリ
メトキシシランのヒドロキシル基によって、保護層と潤
滑剤の付着力ならびに潤滑剤の均一塗布性が向上するた
め、潤滑層を介して保護層と磁気ヘッドが強固に吸着し
ないためであると推察される。
Comparative Example 1 Tetraethoxysilane 11 g, ethyl alcohol 30
g, 20 g of distilled water and 5 g of acetic acid were mixed and stirred at room temperature for 5 hours. 25 g of this solution was added to 200 ml of ethyl alcohol.
After diluting with g, 1 g of a solution in which 4% by weight of silicon dioxide fine particles having a particle diameter of 20 to 30 nm was dispersed in pure water was added to prepare a coating liquid for forming a protective layer. The coating solution was applied onto the magnetic layer on the surface of which the uneven shape was not formed, by a spin coating method, and then heat-treated at 290 ° C. for 1 hour to form a hardened protective layer. When the fracture surface was observed with a scanning electron microscope, the irregular shape due to the silicon dioxide fine particles was confirmed,
The thickness of the recess was about 15 nm. After coating a perfluoropolyether having a hydroxyl group at the terminal by spin coating on the obtained protective layer, 100 ° C.
And dried for 30 minutes to form a lubricating layer having a film thickness of about 2 nm to obtain a magnetic recording medium. Table 1 shows the results of measuring the static friction coefficient and the in-plane dynamic friction coefficient of the magnetic head after the CSS test was performed 20,000 times on this magnetic recording medium.
As shown in Table 1, in the magnetic recording medium of the present invention, the absolute value of the friction coefficient when the magnetic head slides is kept low. Also, the in-plane variation of the dynamic friction coefficient is extremely small. The effect of using γ-hydroxypropyltrimethoxysilane as the organosilicon compound represented by the general formula (1) for forming the protective layer is clear. This is because the hydroxyl group of γ-hydroxypropyltrimethoxysilane improves the adhesive force between the protective layer and the lubricant and the uniform coating property of the lubricant, so that the protective layer and the magnetic head are not strongly adsorbed through the lubricating layer. It is presumed that.

【0024】比較例2 テトラエトキシシラン100g,エチルアルコール17
5g,蒸留水35gおよび酢酸5gを混合し、5時間室
温で攪拌した。この溶液25gをエチルアルコール20
0gで希釈後、粒径20〜30nmの二酸化珪素粒子を
純水中に4重量%分散させた溶液を1g添加して、保護
層形成用の塗布液とした。この塗布液を用いた以外は実
施例2と同様に実施した。得られた磁気ディスクのピン
・ディスク摩耗テスト結果を表2に示す。
Comparative Example 2 Tetraethoxysilane 100 g, ethyl alcohol 17
5 g, distilled water 35 g and acetic acid 5 g were mixed and stirred for 5 hours at room temperature. 25 g of this solution was added to ethyl alcohol 20
After diluting with 0 g, 1 g of a solution in which 4% by weight of silicon dioxide particles having a particle diameter of 20 to 30 nm was dispersed in pure water was added to prepare a coating liquid for forming a protective layer. The same procedure as in Example 2 was carried out except that this coating solution was used. Table 2 shows the pin-disk wear test results of the obtained magnetic disks.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体の保護層は、ポリ
オルガノシロキサンを含有する二酸化珪素をマトリック
スとし、そのマトリックス中に硬質微粒子が分散され、
さらにその表面に凹凸が形成されている。したがって、
従来技術の二酸化珪素をマトリックスとし、その中に硬
質微粒子を分散させた保護層よりも大きな強靱性を有し
ている。また、保護層のポリオルガノシロキサンの珪素
原子に直接結合する有機基には、潤滑層と親和性を有す
る官能基が存在するので、潤滑層の均一塗布性ならびに
潤滑剤の付着性が向上する。これにより磁気記録媒体の
回転あるいは停止時に、潤滑層は磁気ヘッドの摺動によ
り保護層から剥れない。
The protective layer of the magnetic recording medium of the present invention has a matrix of silicon dioxide containing polyorganosiloxane, and hard fine particles are dispersed in the matrix.
Furthermore, irregularities are formed on the surface. Therefore,
It has a higher toughness than that of a conventional protective layer having silicon dioxide as a matrix and hard fine particles dispersed therein. In addition, since the organic group directly bonded to the silicon atom of the polyorganosiloxane of the protective layer has a functional group having an affinity for the lubricating layer, the uniform coating property of the lubricating layer and the adhesiveness of the lubricant are improved. As a result, when the magnetic recording medium rotates or stops, the lubricating layer does not separate from the protective layer due to the sliding of the magnetic head.

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

【図1】本発明の磁気記録媒体の一実施例の一部断面図
である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an embodiment of a magnetic recording medium of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・磁気記録媒体、2・・・ガラス板、3・・・下
地層、4・・・磁性層、5・・・保護層、6・・・潤滑
層、7・・・硬質微粒子
1 ... Magnetic recording medium, 2 ... Glass plate, 3 ... Underlayer, 4 ... Magnetic layer, 5 ... Protective layer, 6 ... Lubrication layer, 7 ... Hard fine particles

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面が平滑な非磁性体基板上に磁性層、保
護層および潤滑層を順次形成してなる磁気記録媒体にお
いて、前記保護層を下記の一般式(1)および(2)で
示される有機珪素化合物と硬質微粒子とを含む塗布溶液
を前記磁性層上に塗布し、硬化して形成したポリオルガ
ノシロキサン含有層としたことを特徴とする磁気記録媒
体。 R1 nSi(R24-n (1) Si(R24 (2) ここで、 R1:ヒドロキシル基、エポキシ基、メルカプト基、ア
ミノ基または4級アンモニウム基を有する有機基で、互
いに同一であっても異なっていてもよい、 R2:アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシアル
コキシ基、イソシアネート基または塩素元素で、互いに
同一であっても異なっていてもよい、 n:1〜3のいずれかの整数。
1. A magnetic recording medium in which a magnetic layer, a protective layer and a lubricating layer are sequentially formed on a non-magnetic substrate having a smooth surface, and the protective layer is represented by the following general formulas (1) and (2). A magnetic recording medium comprising a polyorganosiloxane-containing layer formed by applying a coating solution containing the organic silicon compound and hard fine particles shown on the magnetic layer and curing the coating solution. R 1 n Si (R 2 ) 4-n (1) Si (R 2 ) 4 (2) where R 1 is an organic group having a hydroxyl group, an epoxy group, a mercapto group, an amino group or a quaternary ammonium group. R 2 may be the same or different from each other, R 2 : an alkoxy group, an acyloxy group, an alkoxyalkoxy group, an isocyanate group or a chlorine element, which may be the same or different from each other, n: 1 to 3 One of the integers.
【請求項2】前記塗布溶液中の一般式(1)と(2)で
示される有機珪素化合物の混合比率を、それぞれR1 n
iO(4-n)/2換算モル数およびSiO2換のモル数で表し
たとき、SiO2/R1 nSiO(4-n)/2比を1〜103
したことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
2. The mixing ratio of the organosilicon compounds represented by the general formulas (1) and (2) in the coating solution is R 1 n S respectively.
It is characterized in that the ratio of SiO 2 / R 1 n SiO (4-n) / 2 is 1 to 10 3 when expressed in terms of iO (4-n) / 2 conversion number and SiO 2 conversion number. The magnetic recording medium according to claim 1.
【請求項3】前記一般式(1)で示される有機珪素化合
物のR1が、ヒドロキシル基、エポキシ基またはアミノ
基を有する炭化水素基である請求項1または2に記載の
磁気記録媒体。
3. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein R 1 of the organosilicon compound represented by the general formula (1) is a hydrocarbon group having a hydroxyl group, an epoxy group or an amino group.
【請求項4】前記硬質微粒子の平均粒径が、10〜30
0nmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
かの項に記載の磁気記録媒体。
4. The average particle diameter of the hard fine particles is 10 to 30.
It is 0 nm, The magnetic recording medium of any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】前記保護層中の硬質微粒子が二酸化珪素の
微粒子であり、その平均粒径が20〜100nmとした
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載
の磁気記録媒体。
5. The magnetic recording according to claim 1, wherein the hard fine particles in the protective layer are fine particles of silicon dioxide, and the average particle diameter is 20 to 100 nm. Medium.
【請求項6】前記一般式(1)および(2)で示される
有機珪素化合物の合計量に対する前記硬質微粒子の比率
を、珪素元素換算のモル比で表して、10ー5〜10ー1
したことを特徴とする請求項5に記載の磁気記録媒体。
6. The ratio of the hard fine particles to the total amount of the organosilicon compounds represented by the general formulas (1) and (2) is expressed by a molar ratio in terms of silicon element and is 10 −5 to 10 −1 . The magnetic recording medium according to claim 5, wherein
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