JPS63276707A - 磁気記録媒体 - 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記録媒体に関し、詳細には
その耐久性の改善に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、所謂ハードディスクの如き磁気記録媒体の磁
性層表面に、カーボン保護膜を形成するとともに、さら
にこのカーボン保護膜上にアミン系化合物を含有する潤
滑剤層を設け、 特に耐久性の大幅な向上を図ろうとするものである。

〔従来の技術〕

例えばコンピュータ等の記憶媒体としては、ランダムア
クセスが可能な円板状の磁気ディスクが広く用いられて
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、保存性が良好で信鯨性が高いこと等から、基板
にＡ１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
転して同心円状の多数のトラン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。

このようなＣ３Ｓ方式では、磁気ヘッドは、操作開始時
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ｖｔ薄膜で
ある場合には、この傾向が顕著である。

〔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。

そこで従来、上述の磁気ディスクの表面に例えばカーボ
ン保護膜を形成し、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たすことは難しい。特に、磁
気ヘッドのスライダがフェライト材からチタン酸カリウ
ム、Ａ／、○。

−ＴｉＣ（アルチック）等の硬質材へと移行しつつある
ことから、耐久性に対する要求も厳しいものがあり、カ
ーボン保護膜だけでは対処しきれなくなってきている。

かかる状況から、本願出願人は、例えば特願昭６０−４
９５７０号明細書において、このカーボン保護膜の表面
を液体潤滑剤で処理することを提案したが、液体潤滑剤
のカーボン保護膜に対する親和力が弱いことから、次第
に効果が薄れていくという問題を残していることが判明
した。

そこで本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、機械的強度に優れ長期に亘り良好な走行
性を付与し得る保護膜を提供し、静止摩擦係数が小さく
耐久性に優れた磁気記録媒体を提供することを目的とす
る。なお、本明細書においては、磁気ヘッドをディスク
表面に接触させたまま回転をスタートさせたときの摩擦
力を静止摩擦係数とする。

Ｃ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、カーボン保護膜とアミン系化合物を含む潤
滑剤層を組み合わせ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、またこのアミン系化合物のカー
ボン保護膜に対する親和力が大きいことを見出し本発明
を完成するに至ったものであり、非磁性支持体上に強磁
性金属薄膜、カーボン保護膜及びアミン系化合物を含有
する潤滑剤層が順次形成されたことを特徴とするもので
ある。

すなわち、本発明の磁気記録媒体においては、保護膜を
カーボン保護膜とアミン系化合物を含む潤滑剤層の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、耐ヘッドクラツシユ性や耐蝕性
等に優れたものであり、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。例えば真空蒸着による場
合には、圧力５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下の真空度、
基返温度５０〜２５０ｔ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Ｎｉ　−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、Δｒ等の不活性ガスを導入し、
圧力ｌＸｌ０−”〜ＩＸ　１０−３Ｔｏｒｒの真空度、
基板温度５０〜２５０℃の条件で、ターゲットとしてカ
ーボン仮（厚さ１〜４＋＋ｎ程度）を用い、Ｉ’？Ｆ電
力１〜１０ＫｗあるいはＤＣＣ電力５０響 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。

なお、このカーボン保護膜の表面には、後述の如く潤滑
剤層が塗布形成されるが、この場合潤滑剤が均一に塗布
されることが好ましい０例えば、仮にそれ自体良好な特
性を示す潤滑剤を選んだとしても、不均一に塗布された
のでは親油基がバラバラに向いて接触角が低くなり、静
止摩擦係数がすぐに上昇し、傷付きや貼り付きを引き起
こす。

これに対して、潤滑剤が均一に塗布されると、親油基の
向きも揃い、接触角も大きなものとなる。

このような観点から、前記カーボン保護膜の表面を、予
め酸素ボンバード処理しておいても良い。

この酸素ボンバード処理は、カーボン保護膜表面に対し
て物理化学的な表面処理を加えるものであって、これに
よりカーボン保護膜表面の表面エネルギーを下げ潤滑剤
を均一に塗布することが可能となり再現性の良い耐久性
が得られる．酸素ボンバード処理によってカーボン保護
膜の表面には酸化層が形成されるが、その厚みは５〜２
０人程度皮取るのが好ましい。酸素ボンバード処理は、
スパッタ装置やイオンミーリング装置，プラズマ反応装
置等を用いて行うことができる。

一方、このカーボン保護膜の上に形成されるアミン系化
合物を含む潤滑剤層は、良好な潤滑性を与えるものであ
って、適当な溶媒に溶かして塗布することにより形成さ
れる．潤滑剤層の主成分であるアミン系化合物は、一般
式Ｒ−ＮＨｚ（但しＲは直鎖状アルキル基を表し、その
炭素数は１４〜１８であることが好ましい．）で示され
るもので、良好な潤滑性を示すばかりでなく、カーボン
保護膜に対する親和性に優れたものである０本発明者等
の実験によれば、潤滑剤の極性基の親和力を比べると、
　　Ｆ＜　　Ｃ０ＯＨ＜　　Ｏｆｌ＜　　Ｃ０Ｎｔｌｘ
　＜　　ＮＨｚの順となり、−Ｎ）１．が存在するとカ
ーボン保護膜に強力に結合して長時間安定した潤滑性を
示すことが判明した。なお、前述の一ＮＨ２の他、−Ｎ
１１や−　ＮＨ３を有する化合物も同様の効果を有する
ので、これらアミン系化合物を使用してもよい．具体的
には、ＣＨｉ（ＣＨｚ）　＋ＪＨｚ，ＣＨｉ（ＣＬ）　
＋ｔＮＨｚ等が良好な効果を発揮する。また、アミン系
化合物を含む潤滑剤層を形成するに際し、従来公知の他
の潤滑剤や防錆剤．極圧剤等を併用してもよい。

上記アミン系化合物を含む潤滑剤層は、潤滑性の他、撥
水効果も強く、例えばカーボン保護膜上にこの潤滑剤層
を形成すると、純水に対する接触角も９０°程度を示す
．この水に対する接触角が８０〜１２０°以上になると
、その表面で完全に水分がはじかれ、錆が大幅に抑制さ
れる。

上記潤滑剤層の厚みとしては、１０〜１００人の範囲と
することが好ましい。潤滑剤層の厚みが１０人未満では
所定の効果が期待できず、逆に潤滑剤層の厚みが１００
人を越えると貼り付き等が起こり好ましくない。

なお、これらカーボン保護膜とアミン系化合物を含む潤
滑剤層の合計した膜厚は、５００人程皮取下に設定する
ことが好ましい．これ以上の厚さになると、ヘッドクラ
ッシュが発生し易くなり、保護膜の剥離も生ずる虞れが
ある。

本発明が適用される磁気記録媒体は、非磁性支持体（例
えばディスク基板）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、ここで非磁性支持体の素材と
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、ポリエーテルス
ルホン、ポリイミド、ＡＢＳ樹脂等のプラスチック、ア
ルミナガラス等のセラミックス、ガラス、単結晶シリコ
ン等が使用可能である。

この場合、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．非磁性金属下地
層の材質としては、Ｎｉ　−Ｐ合金＋　Ｃｕ，Ｃｒ，Ｚ
ｎ，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４〜２０＃ｍ
程度の膜厚で被着する０例えば、Ａ１１−Ｍｇ合金基板
の表面にＮ１−Ｐメッキを施すと、その硬度は４００程
度になり、この基板上に形成した磁性層の磁気特性が優
れたものとなる。あるいは、例えばＡＩｌ基板等の場合
には、アルマイト処理等、酸化被膜を形成することによ
り、その表面を硬くしてもよい。

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
とにより強磁性金属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、１０−１〜１０−’　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、通常
は高い抗磁力を得るため非磁性支持体に対して上記強磁
性金属材料を斜めに蒸着する斜方蒸着が行われる。

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
、１０４〜１０−’　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、１０１〜１０１τｏｒｒ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ンタ
法等がある。

このスパッタリング法による場合には、ＣｒやＷ。

Ｖ等の下地膜を形成しておいてもよい。

なお、前記いずれの方法による場合にも、予め非磁性支
持体上にＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ。

Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｊ！等の非磁性金属の下地膜を形
成しておき、上記強磁性金属材料を垂直方向から蒸着あ
るいはスパッタし、強磁性金属薄膜中にこれら非磁性金
属を拡散せしめ、配向性を解消するとともに、抗磁力を
確保するようにしてもよい。

真空薄膜形成技術により上記強磁性金属薄膜を形成する
際に使用される強磁性金属材料としては、例えばＦｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ等の金属の他に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐ
ｔ合金、Ｇｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金＋　　Ｆ　ｅ　　Ｃｏ合
金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｇ。

−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｇｏ−Ｎｉ−Ｆｓ−
Ｂ合金、’Ｃ０−Ｃｒ合金あるいはこれらにＣｒ、ＡＩ
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アミン系化
合物を含む潤滑剤層よりなる薄膜の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、耐久性が大幅に向上する。

また、このアミン系化合物は、カーボン保護膜に対する
親和力が強（、カーボン保護膜に強力に結合して長時間
に亘り安定した潤滑性を示す。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、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。

実施■ 非磁性支持体（１）として外径９５Ｎ、内径２５鳳■の
ドーナツ状のＮ１−Ｐメッキアルミ基板を用い、第１図
に示すように、この非磁性支持体（１）上にＢｉＴ地膜
及びＣｏ−Ｎｉ膜を順次スパッタ法により被着して強磁
性金属材料（２）を形成した後、カーボン保護膜（３）
を同様にスパッタ法により形成した。なお、Ｂｉ下地膜
の膜厚は５５人、Ｃｏ−Ｎｉ膜の膜厚は３５０人、カー
ボン保護膜の膜厚は３５０人とし、Ｃｏ−Ｎｉ膜の膜組
成はＣｏ６５原子％、　Ｎｉ３５原子％とした。また、
Ｂｉ下地膜、Ｃｏ−Ｎｉ膜、カーボン保護膜のスパッタ
条件としては、非磁性支持体加熱温度１６０℃。

アルゴンガス圧４Ｘ１０−’Ｐａに設定した。

さらに、上記カーボン保護膜（３）上に、アミン系化合
物としてＣｔｈ　（Ｃ１ｌｚ）　ｌ　？Ｎ１１□を含む
潤滑剤Ｎ（４）を塗布法により被着形成した。

このようにして得られた磁気ディスクについて、ＣＳＳ
時の静止摩擦係数を測定し、その推移を観察した。結果
を第２図に示す。なお、測定は同様にして作製した磁気
ディスクについて３回行った。

この第２図より、本実施例の磁気ディスクでは、コンタ
クト・スタート・ストップを２万回行っても静止摩擦係
数は０．５以下で、長期に亘って潤滑性が確保され、耐
久性が大幅に向上したことが確認された。

、Ｌ較１１− 先の実施例と同様に非磁性支持体（１）に強磁性金属薄
膜（２）を被着形成し、さらにこの上にカーボン保護膜
（３）のみを形成した。

このような磁気ディスクについても、実施例と同様にＣ
ＳＳ時の静止摩擦係数を測定した。結果を第３図に示す
。

第３図より、カーボン保護膜のみでは、すぐに静止摩擦
係数が０．５を越え、潤滑性が不足することがわかった
。実際、この比較例の磁気ディスクでは、コンタクト・
スタート・ストップをある程度繰り返すと、傷が付いた
り貼り付きを起こしたりした。

ル較拠ｌ 先の実施例と同様に非磁性支持体（１）に強磁性金属薄
膜゛（２）及びカーボン保護膜（３）を形成し、さらに
このカーボン保護膜（３）上に脂肪酸エステルを含む潤
滑剤層を形成した。

得られた磁気ディスクについて、先の実施例や比較例１
と同様にＣＳＳ時の静止摩擦係数を測定した。結果を第
４図に示す。

その結果、脂肪酸エステルを含む潤滑剤層を被着した場
合には、初期の静止摩擦係数は小さいものの、実施例と
比べるとはやい時期に効果が失われることがわかった。

また、その潤滑特性は、サンプルによってバラツキの大
きいものであった。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気記録媒
体においては、強磁性金属薄膜表面にカーボン保護膜と
アミン系化合物を含む潤滑剤層の２層構造から成る保！
！膜を形成しているので、走行性、耐衝撃性、耐蝕性が
大幅に向上する。したがって、静止摩擦係数の長期安定
性に優れ耐久性が大幅に向上された磁気記録媒体を提供
することが可能である。

【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。 第２図は本発明を適用した実施例における静止摩擦係数
の推移を示す特性図、第３図は比較例における静止摩擦
係数の推移を示す特性図、第４図は他の比較例における
静止摩擦係数の推移を示す特性図である。 ｌ・・・非磁性支持体 ２・・・強磁性金属薄膜 ３・・・カーボン保ｇｌ膜 ４・・・潤滑剤層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性支持体上に強磁性金属薄膜、カーボン保護膜及び
   アミン系化合物を含有する潤滑剤層が順次形成されたこ
   とを特徴とする磁気記録媒体