JPH0448435A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法

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JPH0448435A
JPH0448435A JP2154766A JP15476690A JPH0448435A JP H0448435 A JPH0448435 A JP H0448435A JP 2154766 A JP2154766 A JP 2154766A JP 15476690 A JP15476690 A JP 15476690A JP H0448435 A JPH0448435 A JP H0448435A
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Takatoshi Minoda
孝敏 蓑田
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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 本発明は、磁気記録装置等に用いられる磁気記録媒体に
関し、磁気記録装置が使用されるあらゆる動作環境下で
の耐摩擦および耐摩耗特性の向上により耐久性の優れた
磁気記録媒体に関する。
従来の技術 磁気記録装置は磁気ハードディスク装置、磁気テープ装
置、フロッピーディスク装置、磁気カード装置等がある
が、その中で高記録密度に伴い一番耐摩耗、耐摩擦が厳
しく追求されるのは磁気ハードディスク装置と考えられ
る。その磁気ハードディスクの代表的な構成図を第一図
に示す。アルミ基板上に非磁性支持体のN1−Pをブレ
ーティングし、その上に強磁性金属薄膜(Co−Ni等
)、耐食性保護膜(Cr等)、カーボン保護膜をスパッ
タリング法で作成し、最後に潤滑剤(パーフルオロアル
キルポリエーテル等)をコーティングしている。現在、
磁気ハードディスクの場合浮上型磁気ヘッドを用いた磁
気記録装置はコンタクト・スタート・ストップ方式(以
下C8Sと称す)が起動停止方式の主流を占めているが
、このC8S方式では、ディスク回転の起動・停止時に
記録再生磁気ヘッド(以下ヘッドと称す)が磁気記録媒
体面上に接触する。これによって、ヘッドや磁気記録媒
体表面が摩耗したり、両者間の摩擦係数が上昇したり、
甚だしい場合はヘッドあるいは磁気記録媒体の磁性層の
破壊(クラッシュ)が発生する場合がある。従ってこの
ような問題点を回避するため、磁性層の上にグラファイ
トを主体とするカーボンや二酸化ケイ素等で代表される
ような保護膜を形成しその上にエーテル結合を有するパ
ーフルオロアルキルポリエーテルのような液体潤滑剤を
使った潤滑層が一般に使われており、この層を設けるこ
とにより数段磁気記録媒体の耐久性が向上した。しかし
1.それでも耐久性としてはまだ充分満足できるもので
はなかったため新しい潤滑剤として開発されたのが部分
フツ素化アルキル系潤滑剤であり(特開・昭62−21
9314号公報)、この開発により通常環境では充分満
足し得る耐久性が得られるようになった。
発明が解決しようとする課題 ところで、磁気記録装置の使用は、全世界のあらゆる地
域で使われている。そのため、地域によっては高温高湿
、高温低湿、低温高湿、低温低湿の各々の環境条件があ
り、それらの全ての環境条件で安定した耐久性を示さな
なければならない。
そのなかで、ヘッドあるいは磁気記録媒体に化学吸着す
るいずれかの極性基を持ったパーフルオロアルキルポリ
エーテルや部分フツ素化アルキル系潤滑剤は、通常環境
もしくは高温(高湿)下では充分な耐久性をしめすもの
の 低温(低湿)下では若干耐久性の劣化がみられる。
この傾向を示す実験結果を第2図に示す。これは潤滑剤
が磁気記録媒体のみあるいはヘッドのみに化学吸着して
いるためであると考えられる。すなわち、低湿では潤滑
剤が化学吸着していない磁気記録媒体またはヘッド表面
上の吸着水の量が減少し摩耗し易い状態になっている。
このためヘッドまたは磁気記録媒体の一方のみに潤滑剤
を化学吸着させても充分に摩耗を抑えることはできず劣
化が起こる。更に低温では化学吸着していた潤滑剤がヘ
ッド−磁気記録媒体間の摩耗により剥離した場合温度が
低いため潤滑剤の剥離した場所に再吸着しにくく、その
ため充分な耐久性が得られないという問題点がある。
課題を解決するための手段 本発明は、潤滑層に少なくとも磁気ヘッドを構成する酸
化物材料に化学吸着する極性基と磁気記録媒体に化学吸
着する極性基を各々持った潤滑剤を含む混合物を用いた
作用 この構成によりC8Sでヘッドと保護膜が摺動する際に
発生する摺動熱で混合潤滑剤の内保護膜に化学吸着する
潤滑剤は保護膜に、ヘッドに化学吸着する潤滑剤はヘッ
ドに吸着し、潤滑層同志が摺動する様になる。
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第1図は本発明の一実施例における磁気記録媒体
の基本構成を示す図である。図において1は非磁性支持
体、2は強磁性金属薄膜、3は耐食性保護膜、4はカー
ボン保護膜、5はディスク及びヘッドを構成する酸化物
材料に化学吸着する極性基を持つ2種類の潤滑剤を含ん
だ混合潤滑層である。混合潤滑層5で使用されるディス
ク及びヘッドに化学吸着する極性基を持ったパーフルオ
ロアルキルポリエーテルの化学構造の一例としては、 A  (C2FA−〇)ll−A B   (C2F−0)。−B CF 3  (CF CF 2 0 )。−A −CF
 :1 F 3 CF 3− B   (CF 2 CF 2 CF 2
−○)、  CF3があり、またその誘導体からなる。
Aはディスクの保護膜に化学吸着する極性基であり、B
はヘッドを構成する酸化物材料に化学吸着する極性基で
ある。カーボン保護膜4に化学吸着する極性基としてベ
ンゼンを代表とする芳香族系、アミン基(−NH2、C
ON H2、−N−)を代表とする窒化物等がある。こ
れらの極性基はこの一例のように分子構造の末端にあっ
たほうがより効果はあるが、分子構造の末端に限らず分
子の鎖中にあっても構わない。保護膜がカーボンの場合
、極性基が芳香族系の際にはグラファイト構造を持つカ
ーボン保護膜とπ電子を共有しあうπ結合が行われるた
め強い結合力を示す。窒化物の場合には、窒素の持つ不
対電子とカーボンまたはカーボン表面に化学吸着してい
る有機物と配位結合する。これらの極性基を持つことに
より潤滑剤はカーボン保護膜と化学結合が行われる。
次にヘッドを構成する酸化物材料に化学吸着する極性基
として水酸基(−OH)、カルボキシル基(−C○○H
)等がある。水酸基またはカルボキシル基はヘッドに使
用される酸化物、たとえばフェライト、チタン酸カルシ
ュウム、チタン酸バリュウム、アルチック等があるがそ
れらの酸化物表面と水素結合する。これらの極性基を持
ったパーフルオロアルキルポリエーテルの平均分子量は
1000〜8000さらに好ましくは2000〜600
0が適当である。平均分子量が1000以下になると蒸
気圧が高くなり高温時に揮発しやすくなり耐久性が劣化
する。また平均分子量が8000以上になると粘度が高
くなり耐摩耗性は向上するが摩擦力が大きくなりステッ
ク・スリップが発生し耐久性は劣化し磁気記録媒体には
不適となる。一方、部分フツ素化アルキル系潤滑剤とし
て使用されるものは式[1コ〜[3]に示される一般式
で表わされる。
Rr  (Z)ヨーX         [1]式[1
コ〜[3コ中、RtおよびR’tはパーフルオロアルキ
ルポリエーテル末端基、フロロアリール末端基、炭素数
3以上のフロコアルキル末端基、炭素数6以上のフェニ
レン基もしくはその誘導体または炭素数1以上の脂肪族
アルキレン基からなる炭化水素鎖とを直接もしくは酸素
原子または硫黄原子を介して結合したフッ素化炭化水素
を表わし、それらの具体例としては、例えばパフルオロ
アルキルボリエーテル末端基としてCF3 (CF2C
F20)。
CF3 (CFCF20)n  F 3 (ただし、nは5以上の整数を示す。)フロロアルキル
末端基として Cn F 2n * +− HCF2(CF2)。
CnF2n−+− (ただし、nは3以上の整数を示す。)フロロアリール
末端基として 等がある。
Rは炭素数8以上の脂肪族アルキル末端基から成るか、
もしくは炭素数6以上のフェニレン基もしくはその誘導
体から成る炭化水素鎖を表わし、その具体例としては脂
肪族アルキル末端基としてC0H2n。、− oH2−− Cl1H2111− (ただし、nは6以上の整数を表わす。)フェニレン基
もしくはその誘導体との結合体から成る炭化水素末端基
として (ただし、pは0〜4、mは1以上、nは8以上の整数
を表わす。) 等がある。
(Z)、および(Z’)、’は −[○−(CH2)。]。
−[S  (CH2)−]− −[COO(CH2) n] − −[CON  (CH2)。]。
−〇− S −〇〇〇− CON 5O2N     O(CH2)  。
S−(CH2)  。−−COO−(CH2)  。
CON −(CH2)  。−5O2N−(CH2)。
ES02N   (CH2) n] −(ただし、m、
  m′は0または1、nはOまたは1以上の整数、R
はH,CH3またはC2H6を表わす。) の中から選ばれる結合鎖を表わし、それらの具体例とし
ては (以 下 余 白) RR (ただし、nは1以上の整数、RはH,CH3゜または
C2H5を表わす。)Yは −CH−(CH2)。
−N−(CH2)  。
CON   (CH2)  n 5O2N   (CH2)n (ただし、nは0または1以上の整数を表わす。) の中から選ばれる結合鎖を表わし、Xは一0H1−3H
,−COOHl−COSHl CON H2、−NH2、−NC○、 の中から選ばれる極性基末端を表わす。これらのいずれ
かの式で表わされる潤滑剤のうち芳香族系及び窒素を含
む潤滑剤は、カーボン保護膜に対して化学吸着し、その
他の極性基はヘッドを構成する酸化物材料に対して化学
吸着する。これらのディスク及びヘッドに化学吸着する
極性基をそれぞれ持った潤滑剤を混合する他に、他の一
般公知の潤滑剤、防錆剤等との混合も使用可能である。
ディスクおよびヘッドに化学吸着する極性基をもつ2種
類の潤滑剤を混合する場合、パーフルオロアルキルポリ
エーテル同士や部分フツ素化アルキル系潤滑剤同士ある
いはパーフルオロアルキルポリエーテルと部分フツ素化
アルキル系潤滑剤の組合せが考えられるがどの組合せで
も効果はある。またディスク及びヘッドに化学吸着する
極性基を持っている2種類の潤滑剤の混合割合は、重量
比で20: 1〜2: 8好ましくは10: 1〜5:
5程度の混合比で使用するとあらゆる環境条件下でも潤
滑特性の劣化はみられない。
塗布方法としては、上記の範囲内で決定した混合比でデ
ィスク及びヘッドに化学吸着する極性基を持った2種類
の潤滑剤をアルコール、またはフロン113等の有機溶
剤に溶かした後磁気記録媒体に噴霧法、浸漬法、スピン
コード法等の方法で塗布する。その塗布量は、0.5〜
500mg/m2であるのが望ましいが、磁気気録媒体
の表面粗さによって適正膜厚は決まるため一概にはいえ
ない。この塗布量が少なすぎると摩察力の上昇、摩耗の
増大が起こり安定した耐久性は得られない。逆に塗布量
が多すぎると記録再生用ヘッドと磁気記録媒体とのはり
つき現象(吸着)が起こり耐久性が劣化する場合がある
また混合潤滑剤を塗布する前に予めディスク表面をプラ
ズマ処理もしくはオゾン処理などの前処理をすると、よ
り安定な耐久性を示す場合がある。さらに、混合潤滑剤
をディスクに塗布した後、熱処理するとディスク表面と
潤滑剤が化学吸着しやすいためその特性は向上する。
このように作成した試料を各々A、  Bの環境条件下
でヘッドとしてフェライトでできたモノリシック型ヘッ
ドを用いてC8S試験を行い C3S20000回後の
動摩擦係数の最大値を調べた。ここで試験した環境条件
A、  Bは現在使用されている磁気記録再生装置の動
作範囲の中では非常に厳しい環境条件といわれている。
A :   5℃  10%R,H。
B : 65℃ 80%R,H。
上記の各試料のC8S試験結果を試料の内容と対比させ
て第1表(a)、  (b)に記した。
(以 下 余 白) 第 表 (以下余白) 第 表 (以下余白) (b) 第1表(a)、  (b)の結果から明らかなように、
本発明の各実施例は 低温低湿(A条件)、高温高湿(
B条件)での各動摩擦係数が、C8820000回で0
.4以下と小さく極めて安定な耐久性を示している。更
に、この混合潤滑剤を塗布した後熱処理したり(実施例
5)、混合潤滑剤を塗布する前にカーボン表面をオゾン
処理しても(実施例6)特性は向上している。また比較
例の結果より ヘッドに化学吸着する極性基を持った潤
滑剤単体(比較例1)、あるいはカーボンに化学吸着す
る極性基を持った潤滑剤単体(比較例2)、さらにはヘ
ッド及びディスクに化学吸着する極性基を持っていない
潤滑剤同志の混合潤滑剤(比較例3)ではあらゆる環境
条件(A、B条件)で安定した耐久性が得られなかった
なお、この発明した混合潤滑層を金属薄膜テブに塗布し
て作った磁気記録媒体も同様にA、  Hの環境条件で
安定したメチル特性を示すことを確認している。又磁気
ヘッドとしては全てがフェライトでできたモノリシック
型のものを用いたがスライダがセラミック等の非磁性材
料によって構成され、スライダの切欠に磁性材料によっ
て構成され磁気ギャップを有したコアチップを挿入した
コンポジット型のものでも同等の効果を得る事ができる
発明の効果 本発明によれば潤滑層としてカーボンに化学吸着する極
性基を持つ潤滑剤とヘッド(酸化物)に化学吸着する極
性基を持つ潤滑剤とを混合した層を形成させることによ
り、カーボンに化学吸着する極性基を持つ潤滑剤はカー
ボン表面と化学吸着し、ヘッド(酸化物)に化学吸着す
る極性基を持つ潤滑剤はヘッド(酸化物)に化学吸着す
る。更に、C8S時にヘッド−ディスク間で発生する摩
擦熱により各々の化学吸着反応は促進されることにより
、ヘッド−ディスク上に被覆された潤滑剤同士の接触で
C8Sが行われるため従来の潤滑剤の各々単体及び混合
物では得られなかった磁気記録装置の広い温度領域、湿
度領域で安定した耐摩耗特性、耐摩擦特性が得られるよ
うになった。また、一般に磁気記録装置の非動作時にヘ
ッドと磁気記録媒体が接触する事により潤滑剤(特に液
体潤滑のパーフルオロアルキルポリエーテル)がヘッド
−磁気記録媒体間に発生する隙間に拡散し、はりつき現
象(吸着)を起こすが、本発明の場合、潤滑剤はカーボ
ン及びヘッドに化学吸着しているため、たとえ温度が上
昇してもヘッド−ディスク間の微小隙間に拡散せず、は
りつき現象(吸着)を抑える効果もある。この混合潤滑
剤の発明により磁気ハードディスク、磁気テープはもち
ろんのことフロッピーデイヌク、磁気カードにも応用さ
れ、高記録密度に向けての磁気記録装置の信頼性に大き
く貢献する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁気記録媒体の1実施例における要部
拡大断面図、第2図は従来の磁気記録媒体のC8Sと耐
久性の関係を示すグラフである。 1・・・非磁性支持体  2・・・強磁性金属薄膜3・
・・耐食性保護膜  4・・・カーボン保護膜5・・−
混合潤滑層 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はが1名第1図 1:非磁性支持体 2X強磁性金鷹薄腹 3:耐食性保護膜 4:カーボン保護膜 5:混合潤滑層 第2図 D:23°C,40% ■:5°C110% C5S  TIMES +5000

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に磁性層、カーボン保護層、潤滑層を順に
    形成してなる磁気記録媒体であって、少なくともカーボ
    ン保護層に化学吸着しやすい潤滑剤と、酸化物材料に化
    学吸着しやすい潤滑剤を混合したもので潤滑層を構成し
    た事を特徴とする磁気記録媒体。
  2. (2)酸化物材料に化学吸着する極性基として−OH、
    −COOH、−SH、−COSH−CHO、 のいずれかの極性基を1種類以上持つ潤滑剤を含むこと
    を特徴とする請求項第1項記載の磁気記録媒体。
  3. (3)カーボン保護膜に化学吸着する極性基として芳香
    族系及びアミンを含む官能基のいずれかの極性基を1種
    類以上持つ潤滑剤を含む事を特徴とする請求項第1項記
    載の磁気記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01302529A (ja) * 1987-12-07 1989-12-06 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01302529A (ja) * 1987-12-07 1989-12-06 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体およびその製造方法

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