JPH08147668A

JPH08147668A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH08147668A
Application number: JP29168894A
Authority: JP
Inventors: Akio Masui; 暁夫増井; Hide Nakamura; 秀中村; Tokuhide Sugiyama; 徳英杉山; Atsushi Watakabe; 淳渡壁
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気記録層の表面の耐摩耗性、耐蝕性、ＣＳＳ
特性を向上させ、磁気記録媒体の寿命および信頼性を高
める。【構成】金属磁性層の表面に無機微粒子と含フッ素ポリ
マーとフッ素系潤滑剤とから形成されてなる保護潤滑層
を有する磁気記録媒体に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜磁気記録媒体に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報処理システムの小型・パーソ
ナル化、多機能化が進むにつれて、磁気ディスク装置の
小型・軽量化、大容量化に対するニーズが急速に高まっ
ている。これに伴い、磁気記録媒体の高密度化の要求が
高まり、より高密度な記録が可能な媒体として Co-Ni,
Co-Ni-P メッキ薄膜媒体あるいはα−Fe₂O₃, Co-Crスパ
ッタリング薄膜媒体等が実用化されるに至っている。こ
のような回転型薄膜磁気記録媒体と記録再生磁気ヘッド
からなる磁気記録装置の記録再生方法としてはコンタク
ト・スタート・ストップ方式（以下、ＣＳＳ方式と呼
ぶ）が採用されている。このＣＳＳ方式においては、操
作開始および停止期において磁気記録媒体面と磁気ヘッ
ドとが接触、摺動することになる。この摺動によってヘ
ッドと記録媒体に摩耗が生じる。また、磁性媒体が Co-
Ni, Co-Ni-P のような合金の場合、大気中の水分により
腐食を生じる。これらの摩耗および腐食による磁気記録
媒体の寿命の低下を防ぐため、かつ磁気ヘッドとの接触
衝撃から保護するため、種々の保護膜が用いられてい
る。保護膜の種類としては、たとえば、酸化コバルト、
SiO₂、 Al₂O₃ などの酸化物、あるいは炭素膜などが用い
られている。

【０００３】また最表面の潤滑性を向上させるために脂
肪族炭化水素系の固体潤滑剤やフッ素系潤滑剤、例えば
パーフルオロアルキルポリエーテル化合物やフルオロシ
リコーン化合物等の液体潤滑剤などが用いられている。

【０００４】一方、ＣＳＳ方式においては、さらに、磁
気ディスクの静止時にヘッドとの接触面積を小さくし、
回転起動を容易ならしめるために、磁気ディスクの非磁
性基体もしくは保護膜に対してテクスチャーと呼ばれる
微小な凹凸が賦与させ、ＣＳＳ特性を向上させることが
通常行われている。

【０００５】近年、記録媒体の高記録密度化が要求され
ている。そのために、記録再生時の磁気ヘッドと記録媒
体の間隔は一層小さくなり、定常回転状態においてすら
両者が接触を起こし得るような、より厳しい条件下にお
ける摺動特性の向上が必須となっている。また一方、記
録再生装置の小型化も要求され、ＣＳＳ方式においてト
ルクの小さな小型モーターで記録媒体を静止状態から回
転起動させる必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したような厳しい
接触摺動条件下においては、上記のパーフルオロポリエ
ーテル化合物等を使用しても金属磁性層に傷を発生させ
たり、磁気ヘッドと記録媒体が吸着して回転起動が不可
能になってしまうという問題があった。特に、高温高湿
の条件下での回転起動においては磁気ヘッドと記録媒体
の間に水分、場合によっては親水性の汚れを伴った水分
がたまりやすく、このために回転起動が一層困難になっ
てしまうという問題点があった。更にＣＳＳ方式のサイ
クル試験によれば、汚れが界面にたまると磁気ヘッドの
安定な飛行を妨げるため、回転起動してもヘッドが記録
媒体と接触するようになり、金属磁性層の破壊を惹起せ
しめる傾向が顕著となるという問題点が生じたことも知
られている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
せんがためなされたものであり、その目的は非金属薄保
護膜およびパーフルオロポリエーテル化合物やフルオロ
シリコーン化合物から成る潤滑層だけでは不十分であっ
た、高温高湿の条件下における回転起動特性とヘッドの
安定な飛行を良好に保つための新規な保護潤滑層を提供
することにある。なお、本発明において、保護潤滑層と
は従来材料とプロセスの上から区別されていた保護膜と
潤滑層の機能を併せた薄膜のことである。

【０００８】即ち、本発明は非磁性基体と、その上に下
地層を介しまたは介せず設けられた金属磁性層、該金属
磁性層上に耐蝕層を介しまたは介せずに、無機微粒子と
含フッ素ポリマーとフッ素系潤滑剤とから形成されてな
る保護潤滑層を有することを特徴とする磁気記録媒体を
提供するものである。

【０００９】本発明の非磁性基体としては、ニッケル系
やニッケル−リン系のメッキを施した下地層やクロム系
の下地層を形成したアルミニウムやガラス、結晶化ガラ
スセラミックスなどがあり、いずれを用いてもよい。こ
れに設けられる金属磁性層はコバルト系の合金磁性薄
膜、例えば Co-Cr-Pt 系合金磁性薄膜、Co-Cr-Ta系合金
磁性薄膜、あるいは Co-Cr-Pt-Ni系合金薄膜であり、こ
れら磁性薄膜はメッキやスパッタリング等の方法で形成
される。

【００１０】耐蝕層は保護潤滑層を塗布するまでの間に
環境にさらされる金属磁性層を保護するための耐蝕性を
有する非磁性金属の薄膜であり、例えばクロム薄膜、ク
ロム合金薄膜が使用できる。

【００１１】例えばクロム薄膜を用いた場合には５ｎｍ
以下、例えば０．１ｎｍ〜５ｎｍ程度の膜厚が好まし
い。金属磁性層の成膜後、直ちに保護潤滑層を成膜する
場合には耐蝕層を省略することも可能である。

【００１２】保護潤滑層は、無機微粒子と含フッ素ポリ
マーと、フッ素系潤滑剤と、更に必要に応じてその他の
添加成分から形成される。かかる保護潤滑膜は、前記含
フッ素ポリマー、無機微粒子、その他成分を含んだ溶液
を塗布することにより形成される。

【００１３】上記無機微粒子は、無機微粒子をそのまま
使用してもよいが、上記塗布溶液中での無機微粒子の分
散性を良好にするため、含フッ素表面処理剤で処理され
た無機微粒子を使用するのが好ましい。

【００１４】無機微粒子としては、シリカ、チタニア、
ジルコニア、アルミナなどの金属酸化物、あるいはこれ
らの２種以上の混合物、あるいは、複合酸化物等が好ま
しく使用できるが、勿論これらに限定されるものではな
い。無機微粒子の粒子径としては、５ｎｍ〜５０ｎｍの
範囲の平均粒子径のものが好ましい。こうした微粒子は
保護潤滑層の表面に微細な突起を賦与し、ヘッドと記録
媒体の吸着を軽減するテクスチャーとして機能する。

【００１５】含フッ素表面処理剤で処理された無機微粒
子を含む含フッ素ポリマーは、該ポリマーを溶かす含フ
ッ素溶媒に無機微粒子の分散したオルガノゾルを予め作
成し、これに該ポリマーを溶解して成る組成物をコーテ
ィングすることにより得られる。

【００１６】含フッ素溶媒に無機微粒子の分散したオル
ガノゾルは、シリカ、チタニアなどの無機微粒子を水と
相溶性のある有機溶媒中で含フッ素シランカップリング
剤で処理し、含フッ素溶媒に溶媒置換を行った後に得ら
れる。

【００１７】上記オルガノゾルに溶解する含フッ素ポリ
マーとしては、主鎖に環構造を有する非晶質パーフルオ
ロポリマーが特に好ましい。

【００１８】主鎖に環構造を有する含フッ素ポリマーと
しては、例えば化１、化２、化３の一般式の如き環構造
を有するものが挙げられる。

【００１９】

【化１】

【００２０】

【化２】

【００２１】

【化３】

【００２２】これらのうち、化４の如き環構造を有する
６種類の含フッ素ポリマーが代表的である。ただし、本
発明の内容はこれらのみに限定されるものではない。

【００２３】

【化４】

【００２４】上記したオルガノゾル中の表面処理された
無機微粒子と含フッ素ポリマーの割合は、重量比で１／
１００〜１０／１、好ましくは１／５０〜２／１であ
る。この割合がこの範囲よりも小さいと微細な突起の賦
与が不十分となり、この範囲よりも大きいと塗膜が脆く
なり耐久性が不十分となる。用いられるオルガノゾル
は、薄膜を形成させるために固形分濃度が小さいものが
好ましく、固形分濃度として５〜０．０５重量％のもの
が好適である。

【００２５】さらに、下地との密着性が不十分な場合に
は、無機微粒子の表面処理剤とは別にアミノ基またはグ
リシジル基を有するシランカップリング剤を添加するこ
とが有効である。アミノ基を有するγ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエト
キシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−
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−アミノプロピルメチルジエトキシシ
ランなど、あるいはエポキシ基を有するγ−グリシドキ
シ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、γ−グリシドキシプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−グリシド。シプロピルメチ
ルジエトキシシランなどが特に好適なものとして例示さ
れ得る。

【００２６】さらに、特に耐熱性が要求される場合に
は、芳香族アミン構造を有するアルコキシシラン化合物
が好適に用いられる。例えばアミノフェニルトリメトキ
シシラン、アミノフェニルトリエトキシシラン、アミノ
フェニルトリプロポキシシラン、アミノフェニルトリイ
ソプロポキシシラン、アミノフェニルメチルジメトキシ
シラン、アミノフェニルメチルジエトキシシラン、アミ
ノフェニルメチルジプロポキシシラン、アミノフェニル
メチルジイソプロポキシシラン、アミノフェニルフェニ
ルジメトキシシラン、アミノフェニルフェニルジエトキ
シシラン、アミノフェニルフェニルジプロポキシシラ
ン、アミノフェニルフェニルジイソプロポキシシランを
挙げることができる。アミノ基の水素原子はアルキル基
やアリール基で置換されていてもよい。例えばＮ，Ｎ−
ジメチルアミノフェニルトリアルコキシシランやＮ，Ｎ
−ジメチルアミノフェニルメチルジアルコキシシランな
どを挙げることができる。添加量は、含フッ素ポリマー
に対して０．０１〜５０重量％、好ましくは０．１〜１
０重量％である。

【００２７】フッ素系潤滑剤としては、パーフルオロポ
リエーテル（商品名「フォンブリン」、「デムナム」、
「クライトックス」など）、またはフルオロシリコーン
化合物が好ましい。フッ素系潤滑剤は、上記組成物に添
加溶解した状態で塗布するか、あるいは含フッ素溶媒に
溶解してスプレーなどの方法により表面に塗布してもよ
い。

【００２８】パーフルオロポリエーテルとしては、下記
一般式（１）〜（４）で示されるものが例示される。

【００２９】

【化５】

【００３０】フルオロシリコーン化合物は、次の一般式
（５）〜（７）より選ばれる１価のポリフルオロ炭化水
素基の少なくとも一個がケイ素に結合した化合物であ
る。

【００３１】

【化６】

【００３２】上記組成物のコーティング方法としては、
ディップ法、スピンコート法などのいずれの方法を用い
てもよい。

【００３３】

【実施例】含フッ素ポリマーと無機微粒子を含有したオ
ルガノゾル原液の調製 (1) オルガノゾル原液Ａの調製イソプロピルアルコールに平均粒径１０〜２０ｎｍのシ
リカ微粒子の分散したオルガノゾル（シリカ濃度３０．
７重量％）に、シリカ１００重量部にあたり、含フッ素
表面処理剤として（Ｆ（ＣＦ₂ ）₆ （ＣＨ₂ Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ₃ ）₃ ）を４０重量部添加し、さらに、このシランカ
ップリング剤のアルコキシ基と等モルの水が添加される
ように１重量％酢酸水溶液を添加して、２時間還流し
た。

【００３４】次に２，２，３，３，３−ペンタフルオロ
プロパノールとパーフルオロ−２−ブチルテトラヒドロ
フランの混合液（重量比１：９）１００重量部に対し、
上記含フッ素表面処理剤により表面処理されたシリカが
３．８９重量部となるようにシランカップリング剤で処
理した上述の反応液を添加した。

【００３５】加熱により、沸点がパーフルオロ−２−ブ
チルテトラヒドロフランの沸点で安定するまで溶媒を加
熱留去してイソプロピルアルコールと２，２，３，３，
３−ペンタフルオロプロパノールを含有しない乳白色の
オルガノゾルを得た。

【００３６】次にパーフルオロ−２−ブチルテトラヒド
ロフランを加えて全量を９０重量部とし、ポリ（パーフ
ルオロブテニルビニルエーテル）（ポリマー末端：カル
ボキシル基、３０℃のパーフルオロ−２−ブチルテトラ
ヒドロフラン中で測定した固有粘土［η］：０．２４ｄ
ｌ／ｇ）１０重量部を溶解して、パーフルオロポリマー
の濃度が１０重量％、該ポリマーと含フッ素表面処理剤
で処理されたシリカの割合が７２：２５、固形分濃度１
３．９％の青白い半透明の安定なパーフルオロポリマー
含有オルガノシリカゾルを得た。

【００３７】(2) オルガノゾル原液Ｂの調製パーフルオロ−２−ブチルテトラヒドロフランの代わり
にパーフルオロトリブチルアミンを用いてオルガノゾル
原液Ａの調製と同じ操作を行い、同様の組成を有するオ
ルガノゾル原液を調製した。

【００３８】実施例１オルガノゾル原液Ａにパーフルオロ−２−ブチルテトラ
ヒドロフランを加えて、固形分濃度０．５％のコーティ
ング液を調製した。該コーティング液を下記する基材表
面にディップコート、乾燥することにより、厚さ０．０
２μの保護潤滑層を形成した。さらにその上より含フッ
素溶媒に溶解したパーフロロポリエーテルをスプレー
し、軟質の接触物を用いて塗り広げた。

【００３９】基材としては、化学強化した平坦なガラス
基体からなる非磁性基体、その上に下地層としてクロム
膜を０．０２μ、金属磁性層としてコバルト系合金薄膜
を厚さ０．０２μとなるように、スパッター法により成
膜したものを用いた。一方、比較試料としては、化学強
化したテクスチャー付きガラス基体にクロム膜、コバル
ト系合金薄膜を同様にスパッターし、さらにカーボン保
護膜を０．０２μスパッターして、更に潤滑膜としてパ
ーフロロポリエーテルを同様に塗布したものを用いた。

【００４０】上記したように作製されたそれぞれの磁気
記録媒体について、両者の接触角を測定すると、比較例
のカーボン保護膜の場合は６０〜７０度、本発明による
フッ素系保護潤滑層の場合は９０〜１１０度であり、後
者の撥水性が顕著である。こうした高い撥水性が以下に
述べる摺動特性と耐蝕性に差異をもたらすものと考えら
れる。

【００４１】常温常湿の環境下では両者ともＣＳＳテス
トの特性は良好で、２万回のサイクルテストに対し磁気
ヘッドと磁気記録媒体との間の摩擦係数に上昇は見られ
なかった。初期およびＣＳＳサイクルを通じてフッ素系
保護潤滑層の方が摩擦係数はやや良好に推移した。一
方、８０℃、８０％相対湿度に両者を２時間以上放置し
たのちにＣＳＳテストを実施すると、カーボン保護膜の
場合には回転起動時に計測される静止摩擦係数が顕著に
増大し、数十回のサイクルの後に保護膜の劣化が肉眼で
認められる状態になった。一方、本発明によるフッ素系
保護潤滑層を用いた場合には数百回のサイクルテストま
で何ら劣化が起きず、その後徐々に静止摩擦係数の上昇
が起きた。

【００４２】耐蝕性については、８０℃、８０％相対湿
度の環境下に７日間放置して、腐食による変色起点の密
度を光学顕微鏡で観察した。その結果、フッ素系保護潤
滑層を用いた場合の方が変色起点密度が３／１程度であ
り、高湿環境による腐食の抑制効果が示された。

【００４３】実施例２オルガノゾル原液Ｂ１０重量部にパーフルオロトリブチ
ルアミン２９６重量部、ＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）₅ ＣＨ₂ ＣＨ
₂ ＯＨ４１．５重量部、アミノフェニルトリメトキシシ
ラン０．０３重量部を添加し、固形分濃度０．４％のコ
ーティング液を調製した。該コーティング液を上記した
基材表面にスピンコート、乾燥することにより、厚さ
０．０５μの保護潤滑層を形成した。比較試料は実施例
１中に記載したものと同じである。上記のように作製さ
れた磁気記録媒体について行ったＣＳＳサイクルテスト
による結果も実施例１とほぼ同様であったが、フッ素系
保護潤滑層にはヘッドの摺動跡が見られた。これは、材
料の差異だけでなく、膜厚の差異の影響もあるものと思
われる。

【００４４】

【発明の効果】以上示したように、本発明によれば磁気
記録媒体の摩擦係数を下げ、耐摩耗性、耐蝕性において
も向上が顕著であり、また、ＣＳＳ特性が向上されると
ともに、磁気記録媒体の寿命および信頼性が高められ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡壁淳神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基体と、その上に下地層を介しまた
は介せず設けられた金属磁性層、該金属磁性層上に、耐
蝕層を介しまたは介せずに、無機微粒子と含フッ素ポリ
マーとフッ素系潤滑剤とから形成されてなる保護潤滑層
を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】含フッ素ポリマーが非晶質パーフルオロポ
リマーであることを特徴とする請求項１の磁気記録媒
体。
【請求項３】無機微粒子が含フッ素表面処理剤で処理さ
れていることを特徴とする請求項１の磁気記録媒体。
【請求項４】無機微粒子がシリカからなることを特徴と
する請求項１の磁気記録媒体。
【請求項５】含フッ素表面処理剤が含フッ素シランカッ
プリング剤であることを特徴とする請求項１の磁気記録
媒体。
【請求項６】フッ素系潤滑剤がパーフルオロポリエーテ
ル化合物またはフルオロシリコーン化合物であることを
特徴とする請求項１の磁気記録媒体。