JPS60202534A - 磁気記録再生装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気ディスクなどの記録媒体を用いた記録再
生装置に係わシ、特に、記録媒体の摩耗寿命を著しく改
良した磁気記録再生装置に関する。

〔発明の背景〕

大形計算機の大容量メモリファイルとして、磁気ディス
クを用いた記録再生装置が広く利用されている。磁気デ
ィスクは、アルミ表どの基板上に磁性塗膜あるいは磁性
メッキなどの記録媒体として作用する膜が形成されたも
ので、記録、再生に当っては、前記膜面とわずか力間隙
を保って磁気ヘッドが走行する。走行状態では、空気力
学的バランスを保って膜面との接触は起らないが、起動
あるいは停止的には、強い力で膜面なすべることになる
ため、膜面が摩擦熱によって温度上昇し、摩耗すること
がある。

摩耗が早いと、読出し出力が低下し、やがては書き込ま
れた記録が銃出し不能となるため、摩耗は極力小さくす
ることが実用的には重要である。

これに対する対策としては、いくつかあシ、既に実施さ
れているものもある。

最も有効な方法とされているのが、磁気ディスクの媒体
表面に、うすい潤滑性の膜を形成し、磁気ヘッドとの摩
擦係数を低くして、摩擦熱の発生を極力抑えようとする
考え方である。

例えば、特開昭５２−７０２７６号公報がある。

これは、低摩擦係数を有し、かつ、化学的に４安定なパ
ーフロロポリエーテル液体あるいは低分子量のポリテト
ラフロロエチレンテロマー（１固体）を媒体表面にすシ
込んで、駆動する方法である。

しかし、この方法では、媒体と潤滑性膜との結合、がゆ
るいため、容易に潤滑膜がはくシするといった問題があ
シ、安定な駆動が維持できなくなるため、必ずしも満足
し得るものではない。

そこで、媒体との結合力を強めようとする考え方が提案
されている（特公昭５４−３６１７１号及び特公昭５４
−３６１７２号公報参照）。

これは媒体との結合性が強いシロキサン又はカルボニル
基及び低摩擦を示すパーフロロアルキル鎖を同一分子に
有する有機シラン化合物で媒体上に被膜を形成する本の
である。しかし、この方法では上記材料が成膜性に乏し
いため数１０Ａ程度の非常に薄い膜にしかならず、凹凸
のある媒体表面を欠陥なく覆うに至らないため、現実に
は耐久性に乏しい潤滑膜しか得られず、殆んど実用され
ていない。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされた亀ので
、その目的とするところは、記録媒体の磁気ヘッドによ
る摩耗が少なく、記録再生が安定に継続し得る記録再生
装置を提供することＫある。

そのために、新規な潤滑膜を媒体表面に形成した一気記
録媒体を提供することを目的とする亀のである。

〔発明の概要〕

本発明の目的を達成するため、磁性媒体表面と強固な結
合を保ち、かつ、少々くとも表面の微少な央起部に４．
十分付着する程度の膜厚で形成され得る潤滑性皮膜が不
可欠な要素との考え方に基らいた研究を進めた。磁気記
録媒体駆動用潤滑剤としては、種々検討を加えたが、こ
れまでＫも使用されている弗素系重合体が最も良いとの
評価を下し、これを安定に保持する方法を鋭意検討した
。

その結果、媒体表面を弗素を含む重合体層とし、かつ、
一定の低表面エネルギーとした上で、弗素系潤滑膜を形
成することにより、耐久性の良い潤滑が行なわれること
を見出し、本発明に至った。

本発明の構成によシ潤滑耐久性が著しく向上する理由に
ついては、十分間らかにされたとは言えないが、第一層
の弗素を含む重合体膜において、比較的長鎖のパーフロ
ロアルキル鎖を有する重合体膜が有効なことから、上記
パー７０ロアルキル鎖が表面に高濃度で配向し、第二層
をなす弗素系潤滑剤を強固に保持するため、駆動時に、
ヘッドなどへ潤滑剤が移着するのを防止し、長期に亘る
潤滑性を保持し得る亀のと推定している。

第一層目の膜は、媒体と強く結合し得ることが不可欠で
あり、膜形成時に表面で化学的結合を行ない得る成分が
含まれていることが望ましい。また、比較的低温で膜形
成可能で、均一かつ滑らかな膜質の皮膜と危ることが重
要である。

これらの要件を満足し得る材料の最も良い例が重合性シ
ラノールオリゴマの一部をパー７０ロアルキル鎖を有す
るシランで変性した変性シラノールオリゴマ（以下Ｆ８
と略称）の重合膜である。

Ｆ８オリゴマあるいはそれを高分子化した７８重合膜は
、本発明の目的を高度に達成し得るいくつかの特長を有
している まず第１に、非常に成膜性にすぐれておシ、平滑で均一
な薄膜（１００人程度）を容易に形成し得る点である。

また、比較的パーフロロアルキル鎖の含有量が少ないＦ
ｆ９重合膜で、テフ四ン並みの低表面エネルギーを達成
し得る点で、磁気ディスク製造時のコスト上昇を最小限
に止め得る。

さらＫは、従来の弗素含有成分と異な如、溶液ワニスと
なシ、他の汎用の有機高分子溶液と容易に混合し得る。

これは、成膜性を向上させるためだけでなく１７ａロア
ルキル鎖の含有量を更に減らしても、低表面エネルギー
を維持し得るとｈう予期しない効果をもたらした。これ
は、恐らくＦ８オリゴマ成分がワニス塗布後硬化過程で
、表面層に高濃度に配位し、表面層だけとれば、フロロ
アルキル鎖含量は減少しないためでは々いかと考えてい
る。

このよ、う彦現象は、更に新しい適用ρしかたを示唆し
ている。即ち、バインダーを含む塗布型気性媒体では磁
性塗膜形成時に、Ｐａオリゴマを含有させて、塗布する
ことによってもフロロアルキル鎖を有する但エネルギー
表面が作シ得ることになシ、第一層目の皮膜を別途形成
するプロセスを省略し得ることになる。

さらに、Ｆ８重合膜で作られる低表面エネルギーは、耐
熱性が高いことでヘッドとの摩擦による温度上昇とも十
分耐えられる点が本発明の有用性を支えている大きな特
長である。

種々検討した結果、表面エネルギーの目やすとされる臨
界表面エネルギー（ｒｃ）の値が２４ダイン／３以下の
表面となっているＦ８重合膜であれば、本発明の目的に
適うことが判った。しかし、より好ましくは、ｒｅが２
０　ｄｙｎｅ　／　ｃＷＩ以下の表面である。要は、あ
る程度の濃度で７０ロアルキル鎖が表面に存在している
ことが必要な訳で表面エネルギー値は、その大まかな目
やすと考えて良い。

Ｐａオリゴマの化学構造は、下記の一般式で与えられる
。

Ｒ，ｔはフロロアルキル鎖を含む結合基である。

フロロアルキル鎖を含むシランの置換する位置には特に
規則性はなく、ランダムである。フロロアルキル鎖含有
量はことさら多くする必要はなく、上式で言えば、ｍは
１〜４程度である。ｎを０、即ち、完全置換体とするこ
とは、安定な溶液が作シ難い上、他の有機高分子との相
溶性も悪くなるので推奨し難い。

Ｒ１を含む結合基の導入は種々考えられるが、最も簡便
な方法は、シラノールオリゴマと、Ｒ１を含む結合基を
有する反応性のシランを溶液中で反応させる方法である
。以下、主としてこの方法に関連して記述して行くが、
他の方法によっても本発明の目的が達成し得ることは言
うまでもない。

第二層目を構成する潤滑膜としては、液体、固体いずれ
も適用し得る。よく知られた材料を列挙すると、液体潤
滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）系材料
、例えば、モンテジソン社（伊）のフオンプリン、デュ
ポン社（米）のクライトツクス（Ｋｒ）’ｔＯＸ■）シ
リーズがある。また固体膜としては、テトラフロロエチ
レンテロマー（ＴＦＥ）であるデュポン社製のパイダツ
クス（Ｖｙｄｉｘ■）あるいはダイキン工業のルブロン
■がある。

一般に弗素系の潤滑剤が使われるのは、摩擦係数が小さ
いこともあるが、化学的に非常に安定で他の潤滑剤のよ
うに摩擦などで重合が進み、好まＩ／奏嶺八へＡ２番論
ル圧虐１イ　ヘ１ソＶノシー朴鉗体との粘着性が高く寿
って、起動不良を起すといった不都合を生じない点で、
磁気記録装置の駆動用潤滑剤としては、最も好ましい特
性を有しているためである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図、第２図を用いて説明す
る。

〔塗布型磁気ディスクの作製〕

板厚１．９１１Ｊ外径１８０ｍのアルミ基板を用い、有
機バインダーを含むｒ−Ｆｅ、０．を主成分とする磁性
塗料をスピンナー法で塗布し、乾燥皮膜としたのち、表
面を研摩して、膜厚０．５μｍの磁性膜に仕上げる。

［”ＦＳ重合膜の形成〕 ＦＬｔ基として第１表に示す構造のＦＳオリゴマ溶液を
作シ、スピンナー法によシ、上記した磁気ディスク面に
塗布し、２００ｔ：’で１時間乾燥し、ＦＳ重合膜を形
成し第１図に示す断面構成の磁気ディスクとした。膜厚
は１００〜１５０ＡＫなる様、溶液の固形分濃度、スピ
ンナー回転速廖を調節した。尚、シラノールオリゴマ液
としては東京応化製のＯＣＤ液を用いた。

〔潤滑膜の形成〕

第２表に示す弗素系潤滑剤を液状の場合はスピンナー法
で、固°体の場合は擦多込み法で、前記し＆ＦＳ重合膜
が形成された、あるいは形成されていない磁気ディスク
表面に形成し、第２図に示した断面構成の磁気ディスク
とする。潤滑膜の膜厚ははけ１０９λになる様にした。

〔臨界表面張力の測定〕

Ｆ８重合膜を１．５ｔのガラス基板上に、磁気ディスク
面に形成したと同じ条件で作シ、各種液体を用いて接触
角測定を行ない、Ｈ，Ｗ、　ＦｏＷｋｅｓ　らがＪ、Ｃ
ｏ１１ｏｌｄ　＆　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　５ｃｉｅｎｃ
ｅ誌（Ｖｏｔ。

７．１）４２８．１９５２年）に開示している方法に従
って臨界表面張力ｒｃをめた。

〔摩擦試験〕

第１図あるいは第２図の如くに仕上げられたディスクを
用いて、直接摩擦試験を行ない、静摩擦係数及び摺動耐
久性を評価した。摺動子は、球面摺動部を有するアルミ
ナを用い、周速５　ｍ　／ｓｅｃ。

荷重１０ｇという条件で、２５Ｃで連続試験し、摩擦係
数が急激に上昇するまでの回転数を球面摺動耐力とした
。静摩擦係数は、起動した時の立上り摩擦係数をとった
。

比較例１〜３及び実施例１〜９ Ｐ８−１〜Ｆ８−１０のＰ８重合膜とＬＵ−１潤滑膜と
の組合せになる磁気ディスクについて、―愉針騎九倫愉
１番　）め社凰番佑ｑ自Ｉ纂小低表面エネルギーのＦ８
重合膜とＬＵ−１の組合せによシ、静摩−係数が小さく
、摺動耐力が従来に比べ４倍から１０倍と格段に向上す
ることが明らかである。また比較例３に見られる様に゛
、臨界表面張力の大きいＦ８重合膜では、摺動耐方向上
効果が認められない。

第　３　表 比較例４〜９及び実施例１０〜１５ Ｆ８重合膜としてＦ８−６を用い、潤滑膜ＬＵ−２〜Ｌ
Ｕ−７との組合せになる磁気ディスクを作シ、摩擦試験
を実施した。その結果を第４表に示す。第４表には、Ｆ
Ｓ重合膜がない場合についても比較として示した。

第　４　表 いずれもＦ８重合膜を介して潤滑膜を形成することによ
って、磁気ディスクの球面摺動耐力は格段に向上してい
ることが本実験からも明らかである。

実際にフローティングヘッドで書込み、読出しを行なう
タイプの磁気ディスク駆動装置に１実施例□になる磁気
ディスクを取如付けて、駆動し、ヘッドの浮上安定性、
コンタクト・スタートストップ性能などを確認したが特
に問題ないことが判った。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁気ディスクの摩耗が著しく少なく、
かつ長期間安定に動作する磁気ディスク駆動が可能とな
る。

また、本発明は、磁気テープからなる記録媒体の駆動に
も適用し得ることは、これまでの説明から容易に類推で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例になる磁気ディスクの断面
図であシ、第２図は１、潤滑膜を形成した後の本発明の
一実施例に逐る断面構造図である。 １・・・基板、２・・・磁性媒体、３・・・Ｆ８重合膜
、４・・・潤滑膜。 代理人　弁理士　高橋明夫 第１頁の続き ■発明者　奈良原　俊和　日立車輪３丁「所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基材上に磁気記録層を形成し九磁気記録媒体と、こ
   の磁気記録媒体への記録及び再生を行う磁気ヘッドと、
   該磁気ヘッドの駆動部とを備えてなる磁気記録再生装置
   において、前記磁気記録媒体の表面に臨界表面張力が２
   ４　ｄｉｎｅ／ｃｍ　以下の重合体膜を介して駆動状態
   で潤滑膜が積層されることを特徴とする磁気記録再生装
   置。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、前記重合体膜
   、潤滑膜共に弗素系であることを特徴とする磁気記録再
   生装置。 ３．４！許請求の範囲第１項又は第２項記載において、
   前記重合体膜はフロロアルキルシランを有するシラノー
   ル重合体膜或いはこれと成膜性有機高分子膜との混合膜
   であることを特徴とする磁気記録再生装置。