JPS59203240A - 磁気媒体・磁気ヘツド構造体 - Google Patents

磁気媒体・磁気ヘツド構造体

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JPS59203240A
JPS59203240A JP59026233A JP2623384A JPS59203240A JP S59203240 A JPS59203240 A JP S59203240A JP 59026233 A JP59026233 A JP 59026233A JP 2623384 A JP2623384 A JP 2623384A JP S59203240 A JPS59203240 A JP S59203240A
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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] この発明は磁気ディスク及び磁気ヘッドを有する構造体
に関する。この構造体では磁気ヘットに面する磁気ディ
スク側面が磁性粒体を重合体バインダ中に分散してなる
磁性層からなってνAる。また潤滑膜がこの磁性層上に
設けられ、磁気ヘットの基体がこの潤滑剤を吸着しがち
である。
[背景技術とその問題点] 西独特許出願公告第2839378号しこよれif、少
なくとも一方の面に磁性層を有する磁気ディスクが知ら
れており、この磁性層は重合体のノベインダ及び通常の
添加剤中にほどよく分散させられた磁性粒体を含んでい
る。磁性層の表面艶こしま潤滑剤の薄膜が被覆され、磁
性層が高回転数で磁気ヘッドと相互作用を行う動作時に
、この潤滑剤の膜力1磁気デイスクと磁気ヘッドとの摩
耗を減らす番こちがいない。潤滑剤としてベルフルオロ
ポ1ノエーテル油混合物を用いることも上述西独特許出
願公告から知られている。しかしながらこの潤滑剤塗布
は十分に実効あるものではなかった。そしてこれはさら
に付加的な問題を引き起こした。即ち多分表面張力の非
均一性に起因してであろうカス、潤滑剤が磁性層を完全
に湿潤することがなく、その力1わりに他の部位に微視
的な小滴を形成したのである。磁気ヘッドがディスクか
ら潤滑剤を拾い上げでしまうこともまた見出された。具
体的には磁性層上に潤滑剤の小滴が形成された部位のみ
でなく、均一な潤滑剤コーティングがある部位からも拾
い上げられた。そして後者の部位においては除去潤滑材
にかわって今まで湿潤であった領域から潤滑剤が流れて
くる。この潤滑剤の置き換えは不完全にしか行われない
。このように潤滑剤が拾い上げられるのは潤滑剤が磁気
ヘッド形成基板の材料にも被着するからである。そして
所定時間だけ磁気ヘッドが磁性層に対して停止している
と、以上の結果から潤滑剤が毛細管現象により磁気ヘッ
ド下面から磁気ヘッド及び磁性層の間の空隙に引下げら
れる。この場合潤滑剤は当初磁気ヘッドのより拾い上げ
られその裏面に小滴状となっているものである。上述空
隙への引下げの結果として磁気ヘッド及び磁性層は相互
に固着する。磁気ヘッドがかなり長い時間停止しており
、またそれゆえ粘着力が相応に強いものであれば、レコ
ードキャリアの再スタート時に磁気ヘッドはそのホルダ
から裂けてしまうであろう。
[発明の目的] この発明は潤滑化された磁性層及び磁気ヘッドからなる
構造体であって実質的に磁気ヘッドによる潤滑剤の拾い
上げが除去されたものを提供することを目的としている
[発明の概要] 被着促進層及び含浸の双方は個々にこの目的を達成する
。ただ、これらを長期的使用やストレスのある条件下で
安定性よく実効あらしめるには、また被着促進層及び含
浸の材料の選定並びに潤滑剤の選定にできるかぎりに自
由度をもたせるためには、被着促進層及び含浸を構造体
中に組合わせて使用することに利点がある。
磁性層上に被着される層は化学結合によって、従って大
変堅固に磁性層に結合される。以下ではこの層を被着促
進層と呼ぶ。被着促進層及び潤滑剤の間の被着力は潤滑
剤の分子間凝集力よりもがなり大きなものである。従っ
て磁性層について完全な湿潤(塗布)が達成される。し
かし、潤滑層の被着促進層への結合はヴアン・デル・ワ
ールス結合によっているので潤滑剤は単に被着促進層を
湿潤させるのみでなく両方の層の間の結合を極めて良好
のものとする。被着促進層はまた「自己恐怖症J  (
auto phobia)というような効果によって引
き起こされる潤滑剤の磁性層への塗布を阻止できる。
コーティング材料を基体例えば磁性層に被着すると基体
に直接隣接するコーティング分子がその基体に向かって
整列することが可能となる。このような整列の結果、基
体に被着しているコーティング材料の分子のうち予め定
められた分子グループのみが、基体に隣接していないコ
ーティング分子へと伸びることができる。この基体に隣
接していない分子はコーティンググループの主たる部分
をなす。ここで「自己恐怖症」効果はっぎのことに基礎
を置く。即ち、上述分子グループにおいては主たる部分
をなすコーティング分子の被着がこれらコーティング分
子相互の凝集よりも小さく、このためコーティング材料
は均一層をなすより小滴をなす傾向を示すということで
ある。
この発明の被着促進層を適用すれば磁性層に均−且つ良
好な被着で潤滑剤を被覆することもできる。他の効果は
もし潤滑剤が磁性層の具体的な部位から除去されてもそ
の部位の周辺から潤滑剤が流れてきて除去されたものと
置き換わるということである。即ち磁気ヘッドは潤滑剤
の塗布されていないいかなる部位にも決して当たらない
ということである。なお、上述潤滑剤の除去は磁気ヘッ
ドとの相互作用によってなされるものである。
磁気ヘッドの下面、正面及び背面への含浸(即ち被着緩
和層の形成)はまさしく磁性層上の被着促進層に比し全
く逆効果のものである。即ち潤滑剤が磁気ヘッド基体に
比較的強固に被着するのを減少させることである。上述
の効果は「自己恐怖症」効果によっても引き起こされる
。例えば単分子潤滑層を形成する分子を用いて含浸また
は被着緩和層を作るのである。ここでこの単分子潤滑層
は、他の潤滑剤分子の単分子層への被着力が他の潤滑剤
分子相互に凝集力より小さくなるような態様で形成され
たものである。この結果、単分子潤滑層を付加的な潤滑
剤は単分子潤滑層をわずかにしか塗布しない。即ち付加
的な潤滑剤は良好には被着しない、潤滑剤か磁気ヘッド
基体にあまり被若しなくなるため、この基体が磁気ヘッ
ドから潤滑剤を拾い上げることがなくなるか、あるいは
無視し得る程度にしか拾い上げない。このため磁性層の
個々の部分で潤滑剤が減少することがなくなる。磁気ヘ
ッドが実際にはもはやより大なる滴で潤滑剤を拾うこと
がなくなるため、またこの結果として磁性層及び磁気ヘ
ット基体の間を潤滑剤が移動する物理的条件(毛細管効
果)ももはやなくなるため、磁気ヘッドがもはやレコー
ドキャリアの静止状態では(毛細管抑圧)磁性層に固着
し得ないということがさらに一層重要である。
潤滑剤の磁気レコードキャリアへの被着性を磁性層」二
の被覆層によって改善するような構造は既知である。し
かしこの既知の構造体のうちの2つ(西独特許出願公告
第2648303号及び西独特許出願公開第19654
82号)においては磁性層は重合体中に磁性粒子を分散
させたものではなく金属からなるものであり、また磁性
層の表面を酸化して被着促進層を生成するものであり、
さらに潤滑剤の被着促進剤への結合はヴアン・デル・ワ
ース結合によるのでなく化学的な水素架橋(hydro
gen bridge)または単に吸着によってなされ
ている。磁性粒子が有機バインダ中に分散している唯一
既知の磁性層においては固形潤滑剤の層と液状潤滑剤の
層とが磁性層上に被覆されており、この固形潤滑層は明
らかに化学結合によっては磁性層に結合されていない この発明で開示される方法は極めて単純であり、また商
業的に入手できるシリレート化法化物が多数あることか
らこの発明では一方では磁性層材料及び使用潤滑材に最
も適合した被着促進層を生成し得、他方磁気ヘッド基体
の材部及び潤滑剤に最も適合した被着緩和層を生成し得
る。
[実施例コ 第1図の構造体は磁性層1、この磁性層1の表面3に被
着された被着促進層4、この被着促進層4」二に被着さ
れた潤滑層5及び磁気ヘット2を有している。この磁気
ヘッド2は磁性M1かられずかに離間されている。被着
緩和層9は含浸によりなりこれが磁気ヘラ1−2の下面
6を被覆している。
磁気ヘラ1り2は薄膜磁気ヘッドとなっている。
しかしこの発明の構造体は他の種類の磁気ヘットを採用
してもよい。
薄膜磁気ヘッド2は小さなセラミックブロックの形態を
採る基体を有しており、薄膜マグネットは書き込み及び
読み出しに適当なものである。セラミックブロックは台
架形状であり、長さ4IIf11、幅3m及び高さ0.
7!5mmである。そしてその下面には比較的幅広で平
坦な溝が長軸に平行に形成されており2つの狭いスキッ
ド(?)l材部)だけが残るようになっている。これら
スキッドは台架の一端領域で約1度の角度で上向に傾斜
している。
基体は磁気ディスク上に懸架され、スキッドが下方を向
いている。この場合回転磁気ディスクは台架の下方でそ
の長軸と平行に回転する。この回転は上向傾斜のスキッ
ドがわ端部から他の端部へというものである。台架の正
面及び背面には蒸着によって2つの薄膜マグネットが形
成されている。
そして磁気ヨークが下方に即ちスキッドへと案内され、
また導体コイルがヨークの1つずつに巻回されている。
薄膜マグネットはアルミニウム酸化物で被覆される。
第1図の構造体は被着促進層4とともに層9を有するの
で既知の構造体に対する基本的な改善は達成されるけれ
ども、層4のみまたはN9のみを含む構造体もまた磁気
ヘッドによる潤滑剤の拾い上げを解消するのに用い得る
磁性層1は基体上に被覆される。この基体は通常アルミ
ニウムを基調とする金属板からなっている。そして磁性
層1は有機バインダ中に酸化鉄粒子を分散してなってい
る。有機バインダは例えば(必らずしもそうある必要は
ない)エポキシ樹脂からなり、そして典型的にはビスフ
ェニルAエビクロロヒドリン型のエポキシ樹脂からなる
。潤滑剤としてペルフルオロポリエーテルを用いると被
着促進層4は好ましくは表面3上の遊離水酸基及びベル
フルオル化またま少なくとも部分的にベルフルオル化さ
れたシリレート(sililate)添加物の間の反応
生成物からなる。適切なシリレート添加物の典型的な代
表例の構造式はつぎのようなものである。
n−C5F、、−CH2−CH,−3iCQ。
CF3CH2−CH,−3iCH3(OCH3)。
CHF、 −(CF、 )a −3iCQ 。
これらすべての化合物は明らかにシリコンについて比較
的長い炭素鎖を有し、この炭素鎖は必要であれば少なく
とも2つのフッ素原子をグルーピングするエーテルを含
み、このフッ素原子が具体的には連鎖の遊離端に末端炭
素を有する化合物を形成する。
上述の物質の1つから生成された被着促進層とエポキシ
樹脂及びFe2O3からなる磁性層の共同作用が一方で
、またペルフルオロポリエーテル油からなる潤滑層の共
同作用が他方で第2図の参照のもとで説明される。この
第2図においては磁性層1が酸素架橋によって被着促進
層4に連結されている。磁性層1と層4をなす分子との
間の連結はこの磁性層1の表面3の遊離水酸基とシリレ
ート添加物n−C,F、 a (CH2) z −3L
 (CHa )Xiとの化学反応により実現される。こ
こでXはハロゲンのような反応基またはメトキシ基を表
わす。被着促進層4をなす物質はそれゆえ純粋な化学的
結合で、そしてその結果として極めて堅固に磁性層1に
結合する。
明らかなことに、磁性層1の表面3上の酸素架橋の数は
わずかではあるけれども、これら酸素架橋に結合してい
る残りのシリレート添加物が実際上磁性層1の均一被覆
体を形成する。シリレート添化物の量が比較的多いから
である。とりわけ親水基を含む均一カバーは酸素架橋を
加水分解から擁護するうえで最適である。採用されるシ
リレート添加物の構造からして、また分子中の反応基の
位置からして、結局被着促進層4の表面であって磁性層
4と離間して対抗する面はCI□基がらなっている。こ
れらCH3基は潤滑剤のCF、基と相互作用し得、ヴア
ン・デル・ワールス結合が形成される。このような結合
は十分に強く、潤滑剤を強固に被着促進層4に固定する
。ただしこの結合は純粋な化学結合に較べ弱く、それゆ
え潤滑剤分子は被着促進層4の表面に平行に容易にシフ
トする。被着促進層を設けないときには潤滑剤が完全に
は(接触角0度以上)磁性層を湿潤せず、それゆえに、
また活性の不均一性(すなわち、微視的には極性点及び
非極性点が相互に接近して存在する)も−因となって、
潤滑剤が磁性層上に小適を形成しがちであるが、ここで
は潤滑剤が単に被着感進層4上に(接触角0度で)拡散
するのみでなく被着促進層4への顕著な化学親和力を呈
する。このような理由とともに、被着促進層4の面が活
性均一でありそれゆえ均一な表面張力を有するというわ
けで、被着促進層4の面は完全に潤滑層5で被覆される
潤滑層5は好ましくはつぎのような態様で形成する。す
なわちシリレート添加物の溶液を例えば浸漬、スプレィ
またはスピン・オンによって磁性層上に塗布する。その
のち磁気ディスクを乾燥雰囲気中例えば乾燥器中で乾燥
させる。室温で約1日間あるいは約100度の温度で約
2時間とする。
この反応において、好ましくはハロゲンまたはアルコー
ル基からなるシリレート添加物の反応基が磁性層表面上
の水酸基の水素と反応して水素ハロゲン化合物またアル
コールを生成し、そしてシリコンが酸素架橋を介して基
体と結合する。この際単官能シランが用いられれば単分
子層が形成される。2または3官能シランの場合には加
水分解により多層構成を生成することができる。
磁気ヘッド2の基体は好ましくはTi’C/AΩ203
焼結体から構成する。この生成物中の酸化アルミニウム
組成物は磁性層と同様に基体表面に遊離水酸基を呈する
。これら極性基はガスまたは液体中の極性基と相互作用
をなし得、それゆえそのような極性基の下でガス及び液
体に吸引作用を加える。
薄膜磁気ヘッドの基体として用い得る材料は他にもある
。具体的にはこれら材料が全体としてまたは部分的に酸
化的であるような場合には、これら材料もまたその表面
に極性基を有し、それゆえ対応する構造を有するガスま
たは液体を吸収する。
ただし、TiC/A Q 20.焼結体は特に有益な特
質を有するので、また上に指摘したように、この焼結体
はその被着特性ゆえに主要な材料群の代表として考えら
れているので、以下の説明ではもっばらTiC/A Q
 203焼結体の磁気ヘッド基体に言及するとととする
。ただし、以下の説明は他の材料にも適用し得ることは
もちろんである。
ペルフルオロポリエーテルすなわち極めて弱い表面張力
を有する化合物は極めて強い極性基を含む。この弱い表
面張力はここで主に検討される種類の磁気ディスクの潤
摺剤にとっては有益なことである。また磁気ヘッド2の
基体は以上のことから潤滑材分子を拾い上げ、この結果
、潤滑材は基体表面、少なくともその一部に塗布される
。すなわち接触角はOoとさほどかわらない。上で検討
した問題は以下の場合に特に顕在する。これは磁気ディ
スク表面上に潤滑材の小滴が形成されるような場合であ
る。すなわち磁気ヘッドによって潤滑材が吸着させられ
、磁気ヘッドが磁気ディスクに固着してしまうのである
。これは磁気ヘッドの下面及び磁気ディスク表面の間に
働らく毛管作用の影響下で磁気ヘッドの後、前に被着し
ている潤滑材が磁気ヘッド及び磁気ディスクによって引
張られるからである。
この発明に従えば磁気ヘッドが潤滑材を吸着するのを阻
止することができる。それというのも磁気ヘッド2の下
面6、前面7及び後面8にそれぞれ被着緩和層が設けら
れているからである。この層の好ましい例は化学的結合
で磁気ヘッド基体に結合され、且つこの基体から離間し
て対抗するその表面においては潤滑剤と化学的に余り関
連のない基を主に有する。この被着緩和層は好ましくは
被着促進層と同様の態様で形成する。シリレート添加物
がここで用いられる。このシリレート添加物は一方の手
に付いているシリコン位置に、基体表面の遊離水酸基と
反応する基を有し、且つ他方の手に付いているシリコン
が有機残留物を具備し、この残留物の末端基が基体表面
に対して離間して対抗し、またこの末端基が潤滑剤例え
ばペルフルオロポリエーテル油と化学的に関連がないと
いう条件を満すものである。被着緩和層を生成するため
のシリレート添加物としては一般式で示される以下の合
成物を使用できる。
R”R2R″SiX、、R1R25iX2及びR’5i
XaここでXは−CQ、−0CH3、−QC2H5、ま
たは−08O□−CF3を表わし、 またRlR”R”はCHa−1C2H,−−C,H1,
、−cis)lav−1−C6H,、部分的にフルオル
化されたアルキル基または 基体表面上に付いた水酸基の個数が比較的少ないにもか
かわらず、有機残留物がシリコン原子と結合して基体表
面を完全に被覆する。残留物は比較的大量であるからで
ある。このような完全な被覆は酸化シリコン化合物の加
水分解を阻止し、さらに基体の全表面にわたっての張力
の実質的な均一化を確かなものとする。上述のように被
着緩和層を付着しているので、基体と潤滑材の間の接触
角度は、非処理の基体表面に関する値即ち0°より若干
大きいだけの値から31°にいたる値まで上昇している
。すなわち潤滑材の磁気ヘッド基体への被着が顕著に削
減されている。
薄膜磁気ヘッドの基体への潤滑剤被着緩和は、自己恐怖
症効果を維持する層を化学的に基体表面に結合生成する
ことによっても実現することができる。すなわちそのよ
うな態様でも基体による主要な潤滑材の拾い上げを阻止
し4これによって基体が磁気ディスクに固着するのを妨
げることが可能である。
[実施例コ 以下具体例を挙げてこの発明の詳細な説明する。
具体例1〜3はビスフェノールへ−エピクロロヒドリン
を基調とするエポキシ樹脂中に酸化鉄粒子を分散させて
なる磁性層上に潤滑材としてペルフルオロポリエーテル
油を塗布したものに言及している。具体例1では被着に
作用する層を加えず、他方具体例2.3ではこれを加え
ている。具体例4〜7はTiC/A Q 203焼結体
からなる薄膜磁気ヘッドの基体が、潤滑材として働らく
ペルフルオロポリエーテルに対してどのように作用する
かに関するものである。具体例5〜7では基体を被着作
用層で被覆している。具体例4はそうなっていない。
以下の表は潤滑剤被着に影響を付与する層を形成する具
体例において採用されたシリレート添加物を示す。また
具体例1〜3に関してはディスクあたり所定潤滑材をど
のくらいの量とするかを示し、また潤滑材の被覆の均一
性の目安としての1σ−バリューを示す。また具体例1
〜3では磁性層及び潤滑剤の間の接触角を示し、さらに
具体例4〜7では基体と潤滑剤との間の接触角ならびに
コーティング基体と潤滑材との間の接触角を示す。
[具体例1〜3コ 具体例1〜3及び5においては磁気ディスクはそれぞれ
に処理された。具体例1では潤滑剤被着調整層は何ら塗
布されなかった。具体例2及び3では磁気ディスクをま
ず回転させながら浸漬を行なった。具体例2ではヘキサ
メチルジシラザンの10%溶液中にであり、具体例3で
はn−C5Fz3−(CH2’) 、 −5i (CH
3) −CQの10%溶液中にである。これはフレオン
中で5分間行われた。この過程の間、磁性層はシリレー
ト添加物と密に接触するようになされた。こののち乾燥
雰囲気例えば乾燥骨中で100℃の乾燥処理が行われた
。これら3つの具体例すべてにおいて、以降磁性層上に
潤滑剤が塗布された。この潤滑剤はこののちこすり込ま
れ。
さらに余分なものがワイプオフされた。具体例2はへキ
サメチルジシラザンからなり磁性層上に形成された層の
効果を示す。保持された潤滑材は未処理の磁性層上に付
いているものより少ないのである。これは驚くにあたら
ない。なぜならヘキサめチルジシラザンは少なくとも部
分的にフルオル化された物質というものではなく、そし
てそれゆえ塗布された層及び潤滑剤の間にヴアン・デル
・ワールス結合がありえないからである。ただし、ヘキ
サメチルジシラザンに関するテストでは潤滑剤のコーテ
ィングの均一性がコーティングなしの磁性層に較べかな
り良好であることがわかる(1σ−バリユー)。具体例
3のように層が実際的にベルフルオル化されたシリレー
ト添化物で生成されるなら、具体例1及び3との比較か
らすると、コーティングなしの磁性層との関係において
は保持潤滑剤の量がかなり増大し、また潤滑剤のコーテ
ィングと均一性もかなりの程度改善されていることがわ
かる。
[具体例4〜7] 具体例4においては、薄膜磁気ヘッドの基体は被着調整
層でコーティングをしなかった。具体例5においてはメ
チルアルコール95%及び水5%の混合体のメタクリリ
ック・プロピルトリメチルシラン0.1%溶液であって
室温のものに1分間基体を浸漬した。そしてそののち乾
燥骨中室温で12時間乾燥を行った。具体例6において
はGlasclad(グラスクラッド)18の1%水溶
液中に10秒間室温で基板を浸漬した。そしてそののち
乾燥骨中室温、12時間乾燥を行った。Glascla
d 18はPetrach System Inc、に
より販売されているシロキサンであり、これは商標であ
る。具体例7においては、基板が0.1%のt−ブチル
ジメチルクロロシランのトルエン溶液の110℃の還流
に2時間さらされ、そののち乾燥器で12時間乾燥させ
られる。このように処理された基体または具体例4のよ
うに何の層も生成されない基体上に潤滑膜が塗布された
。そしてそれぞれの基体表面及び潤滑膜の間の角度が測
定された。これら4つの具体例の接触角を比較すると、
基体表面に被着調整層を生成することによって接触角が
顕著に増大し得ることがわかる。特にt−ブチルジメチ
ルクロロシランの層を形成する場合にはなおさらである
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を簡略化して示す断面図、
第2図はこの発明の被着促進層がどのように潤滑剤の磁
性層への被着に作用するかを示す模式図である。 1・・・・磁性層、2・・・・磁気ヘッド、3・・・・
磁性層1の表面、4・・・・被着促進層、5−・・潤滑
剤。 出願人  インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 復代理人  弁理士  澤  1) 俊  夫第1頁の
続き 0発 明 者 ゲルハルト・カラス ドイツ連邦共和国7031モートジ ンゲン・タルシュトラーセ56番 地 0発 明 者 ジエオルグ・クラウス ドイツ連邦共和国7277ピルドベ ルク4イム・ハイネンタル70番 地 @発明者  エルハルト・マックス ドイツ連邦共和国7263バツド・ リーベンゼル・エイケンドルフ シュトラーセ11番地 0発 明 者 キュンゼル・ウルリッヒドイッ連邦共和
国7408クステル テインゲン・アウグスト・ラム ル・シュトラーセ8番地

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重合体バインダ中に磁性粒子を分散してなる磁性層を有
    する磁気媒体とこの磁気媒体の磁性層上に対抗して配さ
    れる磁気ヘッドとからなる構造体において、上記磁性層
    の表面が被着促進単分子層で被覆され、この単分子層は
    上記磁性層と化学的に結合する物質を有し、上記単分子
    層は上記磁性層よりも大なる表面張力を有し、さらに上
    記単分子層がヴアン・デル・ワールス力によって潤滑膜
    と結合するようにしたことを特徴とする磁気媒体・磁気
    ヘッド構造体。
JP59026233A 1983-05-02 1984-02-16 磁気媒体・磁気ヘツド構造体 Granted JPS59203240A (ja)

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