JPS61208621A - 磁気デイスク - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク装置の如き磁気的記憶装置の記
憶媒体として用いられる磁気ディスクに関し、詳細には
耐久性等を向上するための保護膜の改良に関する。

〔従来の技術〕

例えばコンピュータ等の記憶媒体としては、う広く用い
られており、なかでも、応答性に優れること、記憶容量
が大きいこと、保存性が良好で信頼性が高いこと等から
、基板にＡｊ！合金板やガラス板、プラスチック板等の
硬質材料を用いた磁気ディスク、いわゆるハードディス
クが固定ディスク、あるいは外部ディスクとして使用さ
れるようになっている。

上記ハードディスクは、例えばＡ１合金基板上に゛記録
再生に関与する磁性層を形成したものであって、高速で
回転じて同心円状の多数のトラックに情報の記録再生を
行うものである。

ところで、上述のハードディスクに対して記録再生を行
う場合には、操作開始時に磁気ヘッドと磁性層面とを接
触状態で装着した後、上記ハードディスクに所定の回転
を与えることによりヘッドと磁性層面との間に微小な空
気層を形成し、この状態で記録再生を行うＣ８Ｓ方式（
コンタクト・スタート・ストップ方式）によるのが一般
的であ　　。

る。

作間始時や操作終了時には磁性層面と接触摩擦状態にあ
り、ヘッドと磁気ディスクの間に生じる摩擦力は、これ
ら磁気ヘッドや磁気ディスクを摩耗させる原因となる。

あるいは、磁気ヘッドに塵埃や磁性層の剥離粉の付着が
あると、ヘッドクラッシュ（磁気ヘッドの落下）が発生
し易くなり、またヘッドの跳躍等により記録再生中に突
発的に磁気ヘッドが磁気ディスクに接触する等、磁気デ
ィスクに大きな衝撃が加わることがあり、これら磁気デ
ィスクや磁気ヘッドを破損する原因ともなっている。

特に、磁性層がＣｏ−Ｎｉ等の合金を真空蒸着やスパッ
タリング等の真空薄膜形成技術により薄膜化する方法や
、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ等の合金を無電解メッキ等の湿式法に
より薄膜化する方法等によって形成される連続薄膜であ
る場合には、この検層が顕著である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような磁気ディスクと磁気ヘッドの接触摺動から発
生する耐久性の劣化はノイズの発生を招くので好ましい
ものではなく、また、磁気ディスクに対する衝撃は、磁
気ヘッドやディスク面の傷つき等をもたらし、良好な記
録再生の妨げとなるやそこで従来、上述の磁気ディスク
の表面に保護膜を形成し、この磁気ディスクの耐久性を
向上することが検討されているが、耐久性、走行性、耐
衝撃性等の種々の要求を同時に満足するものは得られて
いない。

かかる状況から、本発明は、機械的強度に優れ良好な走
行性を付与し得る保護膜を提供し、ノイズが少なく耐久
性に優れた磁気ディスクを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上述のような目的を達成せんものと鋭意
研究の結果、金属磁性薄膜上にカーボン保護膜を形成し
、さらにその上に電子線硬化性樹脂層を形成することに
より磁性層の耐久性を相乗的に高めることができること
を見出し本発明を完成するに至ったものであり、基板上
に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性薄膜止棒カーボ
ン保護膜及び電子線の照射により硬化した電子線硬化性
樹脂層を形成したことを特徴とするものである。

すなわち、本発明の磁気ディスクにおいては、保護膜を
カーボン保護膜と電子線硬化樹脂層の２層構造とし、こ
れらの相乗効果により耐久性や耐衝撃性、走行性、耐蝕
性等を向上する。

上記カーボン保護膜は、潤滑性や耐蝕性等ｉ優れたもの
であり、通常、真空蒸着やスパッタリング等の手法によ
り形成される０例えば、真空蒸着による場合には、圧力
５Ｘ１０−’↑ｏｒｒ以下の真空度、基板温度５０〜２
５０℃の条件であればよく、加熱方法としては電子ビー
ム加熱法、抵抗加熱法。

誘導加熱法やアーク放電法等の手法が用いられる。

ここで、基板温度が高すぎると、例えば基板面上に下地
膜として形成されるＮ１−Ｐメッキ層が結晶化する等の
不具合が生ずる虞れがある。また、スパッタリングによ
る場合には、Ａｒ等の不活性の真空度、基板温度５０〜
２５０℃の条件で、ターゲットとしてカーボン板（厚さ
１〜４簡程度）を用い、ＲＦ電力１〜ｌ０ＫＷあるいは
ＤＣ電力５００Ｗ〜１０Ｋｗを印加すればよい。このカ
ーボン保護膜の膜厚は、１００〜８００人の範囲内であ
ることが好ましい。

一方、上記カーボン保護膜上には、電子線による重合が
可能な不飽和結合を宵する化合物を塗布し、電子線を照
射することにより硬化される電子線硬化性樹脂層が形成
される。

上記電子線硬化性樹脂層に用いられる電子線硬化性樹脂
としては、炭素−炭素不飽和結合を一以上有する化合物
が使用可能であり、アクリロイル基、アクリルアミド基
、アリル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基
等を含む化合物、不飽和ポリエステル等が挙げられる。

具体的には、（メタ）アクリル酸メチル及びその同族体
である（メタ）アクリル酸アルキルエステル、スチレン
及びその同族体であるα−メチルス千レし、θ−クロル
スチレン、あるいはアクリロニトリル、酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル等が例示される。

また、上述の不飽和結合を二以上有する化合物であって
もよい。

このような化合物としては、特に、ポリオールの不飽和
エステル類９例えばエチレンジアクリレート、ジエチレ
ングリコールジアクリレート、グリセリントリアクリレ
ート、グリセロールトリアクリレート　ペンタエリトリ
トールテトラアクリレート等、あるいはエポキシ環を有
するグリシジルアクリレート等が好ましい。

これら分子内に不飽和結合を１個有する化合物と２個以
上有する化合物とを混合して用いてもよい。

さらに、これらの化合物は、ある程度の高分子量体であ
ってもよい、特に好ましくは、高分子鎖の末端あるいは
側鎖にアクリレート基ををする化合物である。かかる化
合物としては、アクリル酸またはメタクリル酸のエステ
ル類もしくはアミド類等のオリゴマーである（メタ）ア
クリル系オリ゛ゴマ−の如き化合物が挙げられる。

このアクリル系オリゴマーに使用されるアクリル酸エス
テルまたはメタクリル酸エステルは、アルコール性水酸
基を２以上含有する脂肪族、脂環式、芳香族、脂環式も
しくは芳香環式脂肪族または含窒素系およびポリオキシ
酸、単糖類等で、かつジオール、トリオール、テトラオ
ール、ペンタオール、ヘキサオール等の多価アルコール
のポリアクリレート類またはポリメタクリレート類等で
ある。

したがって、上記アクリル系オリゴマーに使用されるア
クリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとしては
、入手が容易である等の観点から、エチレングリコール
ジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレー
）、１．３−プロパンジオールジアクリレート、１．４
−シクロヘキサンジオールジアクリレート、１．５−ベ
ンタンジオールジアクリレート、２．４−ベンタンジオ
ールジアクリレート、ネオベニ／チルグリコールジアク
リレート等のジアクリル酸エステル、エチレンジメタク
リレートジエチレングリコールジメタクリレート　ペン
タエリトリトールジメタクリレート、ジグリセリンジメ
タクリレート等のジメタクリル酸エステル、ペンタエリ
トリトールトリアクリレート、グリセリントリアクリレ
ート、エチレンオキサイドを付加したトリメチロールプ
ロパンのトリアクリレート等のトリアクリル酸エステル
、１，２．４−ブタントリオールトリメタクリレート等
のトリメタクリル酸エステル、ジペンタエリトリトール
ペンタアクリレート等のペンタアクリル酸エステル等が
例示される。

また、上記アクリル系オリゴマーに使用されるアミド類
としては、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミドが包
含され、これらのアミド類を作成するために使用される
アミンは、例えば脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン
および芳香環式脂肪族ポリアミンならびにジアミノカル
ボン酸などのポリアミンが挙げられる。

あるいは、上述の（メタ）アクリル系化合物のウレタン
、ジエン系重合体等も使用可能である。

ポリエステル共重合体としては、（メタ）アクリル系化
合物であるエステル類において、アクリル酸またはメタ
クリル酸が未だ結合していない少なくとも１個の水酸基
が残存しているものに、ジオール類とジカルボン酸、オ
キシ酸等を反応させて得られるものが好ましい、この場
合に使用されるエステル類における（メタ）アクリレー
トとポリオールとの割合は、（メタ）アクリレートがモ
　　・ノ　（メタ）アクリレートである場合には、約８
０／２０〜１０／９０（モル比）、（メタ）アクリレー
トがジ（メタ）アクリレートである場合には、約４０／
６０〜５／９５であるのが好ましい。かかるエステル類
としては、例えば、トリメチロールプロパンモノ　（メ
タ）アクリレート、ペンタエリトリトール等の脂肪族ポ
リオールのジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、トリメチレンオキサイド、
テトラメチレンオキサイド等の脂環式エーテルのジ（メ
ルとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、１．３−プロパングリコール。

１．４−ブタンジオール、１，５−ベンタンジオール、
ネオペンチルグリコール、２，２．４−トリメチル−１
，３−ベンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプ
ロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール。

ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリ
コール等の脂肪族ジオール、１．４−シクロヘキサンジ
オール等の脂環式ジオール、ビスフェノールＡのエチレ
ンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加
物または水素化ビスフェノールＡのエチレンオキサイド
付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物等の芳香族
系ジオール化合物が挙げられる。なお、この場合には、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン。

グリセリン、ペンタエリトリトール等のトリオールおよ
び／またはテトラオール等を少量併用することもできる
。さらに、使用できるカルボン酸としては、コハク酸、
アジピン酸、アゼライン酸。

セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族カルボン
酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタル
酸などの芳香族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸等の
芳香族オキシ酸、グリセリン酸等の脂肪族オキシ酸等が
挙げられる。なお、カルボン酸のうち、脂肪族系と芳香
族系のカルボン酸とは併用することができ、この場合に
は芳香族系のカルボン酸が約５０％以上であるのが好ま
しい、また、芳香族系のカルボン酸を併用する場合には
、テレフタル酸の割合が約３０モル％以上になるのが好
ましい、さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロ
メリット酸等のトリカルボン酸および／またはテトラカ
ルボン酸等を少量併用することもできる。

ポリウレタンとしては、前述した如きポリエステル共重
合体の構成成分のうち、そのカルボン酸成分をジイソシ
アネート化合物で置換して得られるものが好ましい、か
かるジイソシアネート化合物としては、通常のポリウレ
タンを作成するために使用されているものであれば何れ
でもよいが、その好適な例としては、例えばヘキサメチ
レンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネー
ト等の脂肪族ジイソシアネート、トリレンジイソシアネ
ート、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート
等の芳香族ジイソシアネート等が挙げられる。

さらに、ジエン系共重合体としては、例えばポリアクリ
ロニトリル−ブタジェン系等のゴム系樹脂等が使用可能
である。

上述の各電子線硬化性樹脂のカーボン保護膜上への塗布
量としては、３００■／ｒｄ以下が適当であり、好まし
くは１００■／ｎｆ以下である。あまり塗布量が多くな
りすぎると、粘着性が発生する虞れがある。

上記電子線硬化性樹脂を硬化するために電子線を照射す
る電子線加速器としては、スキャンニング方式、ダブル
スキャンニング方式、カーテンビーム方式、ブロードビ
ームカーテン方式等の電子線加速器が用いられる 電子線特性としては、加速電圧が１００〜１０００ＫＶ
、吸収線量が０．３〜２０メガランドであることが好ま
しい。

本発明が適用される磁気ディスクは、ディスク基板上に
磁性層として強磁性金属の連続膜を設けたものであるが
、このディスク基板の素材としては、アルミニウム合金
、チタン合金等の軽合金、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等
の熱可塑性樹脂、アルミナガラス等のセラミックス、単
結晶シリコン等が使用可能である。

ここで、上記ディスク基板として比較的軟らかい材質の
ものを使用する場合には、表面を硬くする非磁性金属下
地層を形成しておくことが好ましい。上記非磁性金属下
地層の材質としては、Ｎ１−Ｐ合金、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ
、ステンレス等が好ましい。これらをメッキ、スパッタ
リング、蒸着等の手法により基板表面に４〜２０μｍ程
度の膜厚で被着する。例えば、Ａ＃−Ｍｇ合金基板の表
面にＮ１−Ｐメッキを施すと、その硬度は４００特性が
優れたものとなる。

また、上記磁性層は、メッキやスパッタリング。

真空蒸着等の手法により連続膜として形成される。

例えばＣｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ等をメッキすることに
より金属磁性薄膜が磁性層として形成される。

あるいは、真空蒸着法やイオンブレーティング法、スパ
ッタリング法等の真空薄膜形成技術によってもよい。

上記真空蒸着法は、１０−４〜１０−”Ｔｏｒｒの真空
下で強磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビー
ム加熱等により蒸発させ、ディスク基板上に蒸発金属（
強磁性金属材料）を沈着するというものであり、斜方蒸
着法及び垂直蒸着法に大別される。上記斜方蒸着法は、
高い抗磁力を得るため基板に対して上記強磁性金属材料
を斜めに蒸着するものであうで、より高い抗磁力を得る
ために酸素雰囲気中で上記蒸着を行うものも含まれる。

上記垂直蒸着法は、蒸着効率や生産性を向上し、かつ高
い抗磁力を得るために基板上にあらかじめＢｉ、ｓｂ、
　　ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、　　Ｉｎ、Ｃ，Ｇｅ。

Ｓｉ、ＴＩｌ等の下地金属層上に上記強磁性金属材料を
垂直に蒸着するというものである。

上記イオンブレーティング法も真空蒸着法の一種であり
、１０−４〜ｌ　Ｏ−’Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気中
でＤＣグロー放電、ＲＦ　　グロー放電を起こして、放
電中ディスク上記強磁性金属材料を蒸発させるというも
のである。

上記スパッタリング法は、１０−’〜１０−’Ｔｏｒｒ
のアルゴンガスを主成分とする雰囲気中でグロー放電を
起こし、生じたアルゴンガスイオンでターゲット表面の
原子をたたき出すというものであり、グロー放電の方法
により直流２極、３極スパツタ法や、高周波スパッタ法
、またはマグネトロン放電を利用したマグネトロンスパ
ッタ法等がある。

このスパッタリング法による場合には、Ｃｒ＋Ｗ。

Ｖ等の下地膜を形成しておいてもよい。

このような真空薄膜形成技術により金属磁性薄膜を形成
する際に、使用さζる強磁性金属材料としては、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ等の金属の他に５．Ｃ０−Ｎｉ合金、Ｇｏ−
Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金、ｌ”ｅ−Ｃｏ　−Ｎ　ｉ合金、Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合
金あるいはこれらにＣｒ、／１ｋＪ１等の金属が含有さ
れたもの等が挙げられる。特に、Ｃｏ−Ｃｒ合金を使用
した場合には、垂直磁化膜が形成される。

このような手法により形成される磁性層の膜厚は、０．
０４〜１μｍ程度である。

〔作用〕

このように、磁性層表面にカーボン保護膜と電子線硬化
樹脂層の２層構造からなる保護膜を形成することにより
、これら２層の保護膜が相乗的に作用し、耐摩耗性、耐
衝撃性、耐蝕性、走行性等に優れた効果が発揮される。

〔実施例〕

実施例１ 先ず、第１図に示すように、非磁性金属下地層として厚
さ１５μｍのＮ１−Ｐメッキ層（２）を形成したＡｌ−
Ｍｇ合金基板（１）（厚さ約１．２７鶴。

外径９５ｆｉ、内径２５ｆｉ）を用意し、このメッキ層
（２）上に圧力Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ＋基板温度１
５０℃の条件でＢｉを電子ビーム蒸着して膜厚２００人
の低融点金属下地膜（３）を形成した。

次いで、この下地膜（３）上に、同様に圧力１×１０−
’Ｔｏｒｒ、基板温度１５０℃の条件で、ＣＯを電子ビ
ーム蒸着し、膜厚１０００人の金属磁性薄膜（４）を形
成した。

さらに、真空蒸着法によりこの金属磁性薄膜（４）上に
カーボン保護膜（５）を形成した。

その後、カーボン保護膜（５）上に、ポリエステルウレ
タンアクリレート（東亜合成化学社製、アロエックスＭ
−１１００）１０重量部とシクロヘキサノン２００重量
部からなる塗料をスピンコード法で塗布し、電子線照射
（加速電圧２００ＫＶ。

吸収線量５Ｍｒａｄ）を行って、上記塗膜を硬化して電
子線硬化性樹脂層（６）を形成した。

上記カーボン保護膜（５）の膜厚及び電子線硬化性樹脂
層（６）の塗布量を次表に示すように変え、一般に知ら
れているコンタクト・スタート・ストップ（Ｃ３Ｓ）試
験によりＣＳＳ特性を調べた。

また、同時に保護膜の摩擦やノイズについても調べた。

結果を次表に示す。

表 と電子線硬化性樹脂層とを被着形成することにより、Ｃ
３Ｓ特性が大幅に向上するとともに、摩擦やノイズも低
減することがわかる。これに対して、カーボン保１１Ｍ
か電子線硬化性樹脂層のいずれか一方を設けた比較試料
では、ＣＳＳ特性が悪く、摩擦やノイズも劣ることがわ
かる。

また、参考試料において、電子線硬化性樹脂層の塗布量
を５００■／ｆｆｒ以上（６００ｓ＋ｒ／ｎｆ）とした
ところ、粘着が発生して、実用することは不可能であっ
た。

以上、本発明の具体的な実施例について説明したが、本
発明がこの実施例に限定されるものでないことは言うま
でもない。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気ディス
クにおいては、金属磁性薄膜上にカーボン保護膜を形成
するとともに、このカーボン保護膜上に電子線硬化性樹
脂層を形成し、カーボン保護膜と電子線硬化性樹脂層の
２層構造から成る保護膜を形成しているので、耐久性、
走行性、耐衝撃性、耐蝕性が大幅に向上し、機械的強度
に優れ、かつノイズの少ないものとなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気ディスクの一例を示す要
部拡大断面図である。 １・・・Ａ４合金基板 ４・・・金属磁性薄膜 ５・・・カーボン保護膜 ６・・・電子線硬化性樹脂層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に金属磁性薄膜を形成し、前記金属磁性薄膜上に
   カーボン保護膜及び電子線の照射により硬化した電子線
   硬化性樹脂層を形成したことを特徴とする磁気ディスク
   。