JPH0352116A - 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、コンピュータやデータプロセッサ等における
外部メモリー装置用として有用な、高密度記録用長手タ
イプもしくは垂直タイプの磁気記録媒体に関するもので
ある． 〔従来の技術】 近年における情報量の増加は著しいものがあり、こうし
た状況のもとでコンピュータやデータプロセッサ等高記
録密度化が急速に発展してきており、磁気記録に係わる
記録媒体や磁気ヘッド等の諸部品の改良、新規磁気記録
方式の開発等様々の改良研究が盛んに進められている． このうちハードディスク等の磁気記録媒体としては次の
様な技術が提案され、その一部は実用化されている． （１）Ａｔ−Ｍｇ合金を基板とする薄膜磁気記録媒体 たとえば第５図（Ａ）に示す様にＡＩ−Ｍｇ合金基板上
に無電解めっき怯によって１５μｍ厚程度のＮｉＰ層を
形成し、更にその上にスパッタリングによりＣｒ層、Ｃ
ｏ合金層およびＣ保護膜を順次形成したもの。あるいは
第５図（Ｂ）に示す如く、Ａ　Ｉ−Ｍｇ合金基板上に陽
極酸化によってアルマイト層を形成し、その上にスパッ
タリングによりγ−Ｆｅ２０ｓＢ７Ｎを形成したもの． （２）ガラスを基板とする薄膜磁気記録媒体たとえば第
５図（Ｃ）に示す様に、ガラス基板上にスパッタリング
によりＣｒ層、Ｃｏ合金層およびＣ保護膜を順次形成し
たもの。

（３）ガラス状カーボンを基板とする薄膜磁気記録媒体 たとえば第５図（Ｄ）に示す様に、ガラス状カーボン基
板上（、スパッタリング（よりＣｒ層、Ｃｏ合金層およ
びＣ保護膜を順次形成したもの。

上記（１）〜（３）の記録媒体は主に長手磁気記録媒体
として開発されたものであり、垂直磁気記録媒体を得よ
うとする場合は、基板上にＮｉ−Ｆｅ下地層を形成して
からＣｏ−Ｃｒ合金よりなる記録層を設けることが多い
。

ところが上記（１）〜（３）に示した従来の磁気記録媒
体には次の様な難点がある．即ち上記（１）のＡ　Ｉ−
Ｍｇ合金基板を用いたものでは、ＡＩ−Ｍｇ合金の比重
が大きい（約２，６）うえに厚みをｌｌ！ｌｆｆｉ以下
にすることが困難であるため、基板が重くなるばかりで
なく薄肉化の要請に応ずることもできない。また上記（
２）のガラス基板を用いたものは、脆性破塙を起こし易
いため磁性膜形成時の熱衝撃や応力によって割れる恐れ
がある．これらに対し上記（３）のガラス状カーボン基
板を用いたものは、軽量で薄肉化が可能であり、また熱
衝撃等にも耐える物性を備えているところから好ましい
基板材料と思われる．ところがこのガラス状カーボン基
板は、たとえば特開昭６２−２３４２３２号公報に記載
されている様に、原料成形体を２０００℃以下の温度で
焼成したものであって、焼成体の内部に数μｍ程度の空
孔が多数存在するため、この空孔が研磨後に表面欠陥と
なって現われ、記録密度を高めるうえで大きな障害にな
ってくる． ［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記の様な従来技術の問題点に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、軽量且つ薄肉で熱衝撃や外
部応力に耐える優れた物性を有し、且つ表面が平滑・緻
密で記録密度向上の要請に答えることのできる磁気記録
媒体を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明に係る磁気記録
媒体の構或は、球状結晶子内の気孔径が３０Ａ以下であ
り、且つ見かけ密度が１．８０以上であるガラス状カー
ボンを基板とし、その上に記録層としてＣｏ基合金薄膜
を形成してなるところに要旨を有するものであり、上記
ガラス状カーボン基板とＣｏ基合金薄膜の間に炭化物形
成性金属薄膜層を設けるとそれらの密着性は著しく向上
し、６１気記録媒体としての性能は更に高められる。尚
ここで使用されるガラス状カーボンは、炭化焼成Ｃより
ガラス状カーボン質となる熱硬化性樹脂を成形した後、
！０００〜２０００℃で予備焼成し、次いでこの予備焼
成品に、２０５０℃以上の温度で１０００気圧以上の等
方的圧力を加えることによって容易に得ることができる
。

［作用］ 本発明で記録媒体の基板として使用されるガラす状カー
ボンは、球状結晶子内の気孔径が３０Ａ以下と極めて微
細で且つ見かけ密度が１．８０以上の極めて緻密な゛も
のであり、これを鏡面加工すると表面荒さ（Ｒａ）は３
０Ａ以下の極微細なものとなる．その結果、基板の表面
欠陥に由来する媒体エラーは、従来のＡＩ−Ｍｇ合金基
板やガラス基板を用いたものよりも低減することができ
、記録密度が高められるばかりでなく記録再生磁気ヘッ
ドの浮上安定性も良くなる．しかもこの基板は軽量であ
るため、駆勤モータを小さくしてドライブ装置を小型化
することが可能となる．またこの基板は熱電導率が高く
且つ熱膨張係数が小さいので、磁気記録層形成時の熱衝
撃にも優れている。

従って該基板上に記録層としてＣｏ基合金薄膜をスパッ
タリング等により形成する際にも損傷を受ける恐れがな
く、高性能の磁気記録媒体を得ることが可能となる。尚
ガラス状カーボン基板とその上に形成されるＣｏ基合金
薄膜の密着性は良好であるが、両層の間に、Ｓｔ，Ｔｉ
，Ｗ，Ｍｏの様に炭化物を形成し易い金Ｒ層を設けると
両層の間の密着性は著しく高められ、記録媒体としての
性能は一段と向上する． ここでガラス状カーボンの球状結晶子内の気孔径が３Ｏ
Ａを超える場合は、研磨後の表面にできる窪みが３０Ａ
を超えるものとなり、高密度記録媒体として要求される
表面粗度（Ｒａ≦３ＯＡ）を満たすことができなくなる
．またこの気孔径を３０Ａ以下に抑えると、該基板中の
気孔率は０．２％以下で結晶子Ｌｃ（。。２）はｔ　ｏ
ｏＡ以下となり、見かけ密度は１．８０以上の極めて緻
密なものとなる。

この様な気孔径と見かけ密度を満たすガラス状カーボン
の製法は特に制限されないが、以下に示す様な方法を採
用すれば容易に得ることができる。

即ち炭化焼成によってガラス状カーボン實となる熱硬化
性樹脂を所定の形状に成形した後、１０００〜２０００
℃で予備焼成し、成形体中に残存するＨ．Ｎ，Ｏ等のガ
ス成分を除去する．次いでこの予備焼成品を２０５０℃
以上に加熱し、１０００気圧以上の等方的圧力を加える
．そうすると、予備焼成品中に存在する閉気孔が消滅し
、球状結晶子内の気孔径が３０Ａ以下になると共に見か
け密度は１．８０以上となり、研磨処理をすれば優れた
表面精度を示すガラス状カーボンが得られる． 以下、ガラス状カーボン基板の原料および成形加工法に
ついて具体的に説明する． 炭化焼成後にガラス状カーボンとなる熱硬化性樹脂とし
ては、フェノール系樹脂、フラン系樹脂、キシレン系樹
脂、メラミン系樹脂、アニリン系樹脂等の粉末状のもの
と、レゾール及びノボラック型のフェノールホルムアル
デヒド系樹脂、フラン系樹脂、キシレン系樹脂、メラく
ン系樹脂、アニリン系樹脂等よりなる水性または油性の
液状のものはいずれも使用できる。

本発明では、これらの熱硬化性用脂を公知の方法で所定
の形状に成形する．例えば、液状の熱硬化性樹脂を枠に
流し込んで硬化させる型込め方法がある。また、粒状の
熱硬化性樹脂を金型に充填し、冷間もしくは熱間でプレ
スする方法もある．更に、ｌｔｌｌＥ壊靭性を高めるた
めに、人造黒鉛、天然黒鉛又はカーボンブラック等の炭
素粒を添加し、有機増粘剤と共に混練して押出した後、
圧延する方法もある． なお、後述する超高温高圧の等方的加圧処理によって予
備焼結体の閉気孔は消滅するが、間気孔は変化しないの
で、成形に当たっては、熱間ブレス等により戊形体の表
面層を溶融させて緻密化しておくことは極めて有効であ
る． 次いで、この熱硬化性樹脂成形体を乾燥した後、Ｎ２や
Ａｒガス等の不活性ガスの雰囲気下で１０００〜２００
０℃の温度に加熱して予備焼成する。

この予備焼成が、成形体中のＨ．Ｎ，Ｏ等の残留ガス戒
分を除去する為に行なわれることは先に述べた．たとえ
ば第１図は、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂を用い
た場合の予備焼成温度と残留水素量の関係を示すグラフ
であり、低温側における残留水素量は非常に多いが、予
備焼成温度を１０００℃以上に高めたときの残留水素量
は１００ｐｐ曽以下に低減しており、こうした傾向は窒
素や酸素についてもほぼ同様であった．しかし予備焼成
温度が２０００℃を超えると炭化物の結晶化が進行し、
次工程で高温高圧の等方的加圧を加えても緻密化が達成
し得なくなる。この様なところから、予備焼成温度は１
０００〜２０００℃とする．予備成形体は次いで２０５
０℃以上の温度に加熱し、ｌ０００気圧以上の等方的圧
力を加えて緻密化する。この等方的加圧は，たとえば超
高温熱間静水圧加圧装置（Ｈ　ｆ　Ｐ）を用いて実施す
ることができる。この工程は、予備焼成品に内在する閉
気孔を消滅させるために行なわれるもので、２０５０℃
未満の温度では高圧を加えても閉気孔が消滅しない。温
度の上限は特に存在しないが、２５００〜２６００℃程
度で緻密化効果は飽和するので、それ以上の加熱は無駄
である。

また圧力が１０００気圧未満では閉気孔が十分に消滅せ
ず、緻密化が不十分になるので、圧力はｔｏｏｏ気圧以
上にすべきである。

第２図は、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂よりなる
予備焼成体く予備焼成温度：　１２００’Ｃ　’）を、
ＨＩＰにより２０００気圧で等方的加圧したときの加熱
温度と閉気孔率の関係を示したグラフであり、温度を２
０５０℃以上、より好ましくは２３００ｔ：以上にする
ことによって閉気孔を激減し得ることが分かる．尚、等
方的加圧を行なうと、黒鉛結晶の成長が抑制され、ガラ
ス状を保ったままで塑性変形して緻密化が進行するが、
大気圧下あるいは熱間ブレスの様な一軸加圧等の異方的
加圧では、２０００℃以上の高温域で黒鉛結晶が戒長じ
て一方向への収縮が起こり、かえって気孔が増加してく
る。従って、本発明で意図する様な高密度のガラス状カ
ーボンを得るには、等方的加圧法を採用する必要がある
。

この様にして得られるガラス状カーボンは、球状結晶内
の気孔径が３０Ａ以下で且つ見かけ密度が１．８０以上
の非常に緻密なものであり、これを鏡面仕上げすると表
面精度の良い記録媒体用基板となる。従ってこの基板上
に磁気記録層および表面保護膜を形成すると、高性能の
磁気記録媒体が得られる。

尚木発明の磁気記録媒体は、前述の気孔径および見かけ
密度を満足するガラス状カーボンを基板として、その上
に記録層としてＣｏ基合金薄膜が形成されたものであれ
ばよく、具体的な積層構造には次に例示する様な様々の
態様があるが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に
包含される。

たとえば第３図（Ａ）〜（Ｅ）は主に長手磁気記録媒体
として適用する場合の好ましい積層構造を示す概念図で
あり、第３図（Ａ）は所定の特性を備えた前記ガラス状
カーボン基板（以下、Ｇ．Ｃと略記する）の上にＣｒ層
およびＣｏＮ　ｉＣｒ合金層が形成され、最表層部にＣ
保護膜が形成されている。また第３図（Ｂ）はＧ．Ｃ基
板の上にＣｒ層およびＣｏＣｒＴａ合金層が形成され、
最表層部にＣ保護膜が設けられ、第３図（Ｃ）ではＧ．
Ｃ基板の上にＣｏＮ　ｉ　Ｐ合金層が形成され、最表層
部にＣ保護膜が設けられている。また第３図（Ｄ），（
Ｅ）では、Ｇ．Ｃ基板の上に密着性改善用のＳｉ層また
はＴｉ層を介して、記録層を構成するＣｒ層とＣｏＮｉ
Ｃｒ合金層またはＣｏＮ　ｉ　Ｐｔ層が形成され、最表
層部にＣ保護膜が設けられている。

また第４図（Ａ）〜（Ｄ）は主に垂直磁気記録媒体とし
て適用する場合の好ましい積層構造を例示する概念図で
あり、第４図（Ａ）はＧ．Ｃ基板の上に記録層としてＣ
ｏＣｒ合金層を形成し、その上をＣ保謹膜で被覆した構
成、第４図（Ｂ）は、Ｇ．Ｃ基板上にＮｉＦｅ合金層と
ＣｏＣｒ合金層を形成し、その上をＣ保護膜で被覆した
構成を示している。また第４図（Ｃ）．（Ｄ）は、Ｇ．
Ｃ基板とＣｏＣｒ合金層またはＧ．Ｃ基板とＮｉＦｅ合
金層の間にＳｉ［を介装して密着性を高めた例を示して
いる． 尚これらの例において表層部のＣ保護膜は、磁気記録層
を保護してその摩耗を防止すると共に、表面の摩擦抵抗
を小さくして記録再生用磁気ヘッドの摩耗を抑える目的
で設けられるもので、こうしたＣ保護膜の作用自体は既
に公知である。またこれらの例はおいてＣｏ基合金層は
磁気記録層を構成するものであり、満足のいく磁化量を
確保するにはＣｏ含有量が６０％以上のＣｏ基合金を使
用するのがよく、その層の好ましい厚みは５０〜５０ロ
ＯＡ，より好ましくは５００〜５０００Ａの範囲である
。このＣｏ基合金層に適量のＣｒを含有させると記録層
の耐食性が向上するが、Ｃｒ層が多過ぎると磁化特性に
悪影響が表われてくるので、Ｃｒ含有量は２５％以下に
抑えるのがよい。

［実施例］ 実施例１〜５ 水溶性のフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を円板状の
型に流し込み、５０℃で１０時間保持した後、８０℃に
昇温して５時間保ち、さらに１００℃で５時間保持して
硬化させた。次いでＮ２ガス雰囲気下で１２００℃まで
５℃／ｈｒの速度で昇温させて予備焼成した。この予備
焼成体をＨＩＰ装置により２５００℃Ｘ　２０００気圧
の等方的圧力を加えてｍ密化処理し、円盤状のガラス状
カーボン基板を得た。該基板の球状結晶子内の気孔径は
２０Ａ，見かけ密度は１．８５であった。このカーボン
基板を鏡面加工した後、該基板上に第１表に示す条件で
所定のターゲット材をスパッタリングし、第１表に示す
積層構造の長手磁気記録媒体を作製した。

得られた記録媒体の性能を第１表に併記する。

尚記録再生特性評価条件は第２表に示す通りとした。ま
た媒体を構成する各層または膜の厚みは下記の通りであ
る。

実施例１［第３図（Ａ）］ Ｇ．Ｃ基板−Ｃｒ層（３０００Ａ）−Ｃ　ｏ　Ｎ　ｉ　
Ｃ　ｒ合金層（６００Ａ）−Ｃ保謹膜（３００Ａ）実施
例２［第３図（Ｂ）］ Ｇ．Ｃ基板−Ｃｒ層（３００ＯＡ）−Ｃ　ｏ　Ｃ　ｒ　
Ｔ　ａ合金層（６００Ａ）−Ｃ保謹膜（３００Ａ）実施
例３［第３図（Ｃ）］ Ｇ．Ｃ基板−ＣｏＮｉＰｔ合金層（６００Ａ）　　一Ｃ
　保護ロ莫　（３００Ａ）実施例４［第４図（Ｄ）］ Ｇ．Ｃ基板−Ｓｉ層（１００人）−Ｃｒ層（３０００Ａ
）　−Ｃ　Ｏ　Ｎ　ｉ　Ｃ　ｒ合金層（６００Ａ）　一
Ｃ保護［（３００Ａ） 実施例５［第３図（Ｅ）］ Ｇ．Ｃ基板−Ｔｉ層（１ｏｏＡ） ＣｏＮｉＰｔ合金層（６００Ａ）−Ｃ保護膜（３００Ａ
） 実施例６〜９ 実施例１〜５と同様にして作製したＧ．Ｃ基板上に、第
３表に示す条件で所定のターゲット材をマグネトロンス
パッタリングし、第３表に示す積層構造の垂直６ｎ気記
録媒体を作製した。

得られた記録媒体の性能を第３表に併記する。

尚記録再生特性評価条件は第４表に示す通りとした。ま
た媒体を構成する各層または膜の厚みは下記の通りであ
る． 実施例６［第４図（Ａ）］ Ｇ．Ｃ基板一ＣｏＣｒ合金Ｆｌ　（２０００Ａ）　−Ｃ
保謹ＩＩ１（３００Ａ） 実施例７［第４図（Ｂ）］ Ｇ．Ｃ基板−ＮｉＦｅ合金層（５０００Ａ）　−ＣｏＣ
ｒ合金層（　２０００Ａ　）　−　Ｃ保護膜（３００Ａ
） 実施例８［第４図（Ｃ）］ Ｇ．Ｃ基板−Ｓｔ層（５００Ａ）−ＣｏＣｒ合金層（２
０００Ａ）　一Ｃ保謹１１１（３００Ａ）実施例９［第
４図（Ｄ〉］ Ｇ．Ｃ基板−Ｓｔ層（５００Ａ）−Ｎｉ　Ｆｅ合金層（
５０００Ａ）−ＣｏＣｒ合金層（２００ＯＡ）−Ｃ保謹
１１！（３００Ａ）［発明の効果］ 上記実施例からも明らかである様に、本発明の磁気記録
媒体は表面精度が非常に良好であるので、表面欠陥に起
因する媒体エラーが少なく、且つ記録再生ヘッドの浮上
安定性が向上する．しかも本発明で使用するＧ．Ｃ基板
は高密度で熱膨張係数が小さいので再生ヘッドの位置決
め精度を高めることができ、トラック幅を狭くして記録
密度を高め得るほか、熱衝撃に強いのでスパッタリング
による記録層等の形成も容易であり、更にはガラス基板
等に比べて軽量であるので、駆勅モータを小さくしてド
ライブ装置を小型化し得るなど、多くの利益を享受する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用されるＧ．Ｃ原判成形体の予備焼
戒温度と残留水素濃度の関係を示すグラフ、第２図は等
方的加圧時の温度と閉気孔率の関係を示すグラフ、第３
、４図は本発明に係る記録媒体の断面構造を例示する概
念図、第５図は従来の記録媒体の断面構造を例示する概
念図である。 第１ 図 熱処理温度１） 第２図 温 度 （℃） 第３ 図 第４図 第５図 ガラス状カーボン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）球状結晶子内の気孔径が３０Å以下であり、且つ
   見かけ密度が１．８０以上であるガラス状カーボンを基
   板とし、その上に記録層としてＣｏ基合金薄膜を形成し
   てなることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）ガラス状カーボンが、炭化焼成によりガラス状カ
   ーボン質となる熱硬化性樹脂を成形した後、１０００〜
   ２０００℃で予備焼成し、次いでこの予備焼成品に、２
   ０５０℃以上の温度で１０００気圧以上の等方的圧力を
   加えて作成したものである請求項（１）に記載の磁気記
   録媒体。
3. （３）ガラス状カーボン基板とＣｏ基合金薄膜の間に、
   炭化物形成性金属薄膜層を形成してなる請求項（１）ま
   たは（２）に記載の磁気記録媒体。