JPH07169044A

JPH07169044A - 磁気ディスク

Info

Publication number: JPH07169044A
Application number: JP31189693A
Authority: JP
Inventors: Akio Takigawa; 章雄滝川; Masaki Kitaoka; 正樹北岡; Toshifumi Tsujino; 敏文辻野
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】表面の潤滑耐久性に優れた磁気記録媒体を提供
する。【構成】フッ酸により表面に凹凸を形成したガラス板上
にクロム下地層、コバルト合金磁性層、保護層および潤
滑層を順次形成した磁気記録媒体で、保護層をテトラエ
トキシシラン、γーヒドロキシプロピルトリメトキシシ
ランを含むアルコール溶液を磁気層上に塗布し加熱によ
り硬化して、ポリオルガノシロキサンを含む保護層と
し、その上にパーフルオロポリエーテルの潤滑油からな
る潤滑層とした磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面の潤滑耐久性に優
れた磁気ディスクに関する。とりわけ保護層の靱性が改
善されたＣＳＳ特性のすぐれた磁気ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンタクトスタートストップ式の磁気デ
ィスク装置に用いられる磁気ディスクとして、表面に凹
凸を形成した非磁性基板上に磁性層、保護層および潤滑
層を順次形成したものが、特開昭６１ー１２６６２７に
開示されている。ここで、保護層は、磁性層を外部環境
から保護し、磁気ヘッドとの直接接触により損傷するの
を防止し、一方潤滑層は保護層の摩耗を緩和する役割を
果たしている。保護層は耐摩耗性が良好であるという観
点から金属酸化物、金属窒化物、非晶質炭素等の無機物
で構成され、潤滑層は化学的安定性、低蒸気圧、低表面
張力、境界潤滑性、保護層との付着力において良好な特
性を有するパーフルオロアルキルポリエーテル系の液体
潤滑剤が用いられている。

【０００３】また、磁気ディスクと磁気ヘッドとの間の
摩擦を低減させるために、磁性層上に二酸化珪素被膜あ
るいは硬質微粒子を分散させた二酸化珪素被膜からなる
保護層を有する磁気ディスクが、特公昭５７ー５８７３
１号公報、特開昭６１−７３２２２７号公報に開示され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術の磁気ディスクでは、保護層と潤滑層との付着
力および潤滑剤の均一塗布性が不十分であるため、磁気
ヘッドの接触、摺動時の摩擦が高いという問題点があっ
た。このような保護層では、潤滑層が消失した部分は摩
擦係数の増大が顕著となり、更に二酸化珪素膜自体が脆
いので、保護層の摩耗が進行すると、ときには磁性層ま
で破壊が及ぶということがあった。本発明は、前記問題
点を解決するためになされたもので、改良された保護層
を有する磁気ディスクを提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に凹凸が
付与された非磁性基板上に磁性層、保護層および潤滑層
が順次形成された磁気ディスクにおいて、前記保護層
が、下記の一般式（１）および（２）で示される有機珪
素化合物を含む溶液を塗布し、硬化して形成したポリオ
ルガノシロキサン含有層であることを特徴とする磁気デ
ィスクである。

【０００６】Ｒ¹ _nＳｉ（Ｒ²）_4-n （１）Ｓｉ（Ｒ²）₄ （２）ここで、Ｒ¹：ヒドロキシル基、エポキシ基、メルカプト基、ア
ミノ基、または４級アンモニウム基を分子鎖の末端に有
する有機基、Ｒ²：アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシアル
コキシ基、イソシアネート基または塩素元素、ｎ：１〜３のいずれかの整数、である。

【０００７】本発明にかかる保護層は、一般式（１）お
よび（２）で示される有機珪素化合物の少なくとも１種
を含む溶液、一般式（１）および（２）で示される有機
珪素化合物の少なくとも１種の部分加水分解物を含む溶
液、または一般式（１）および（２）で示される有機珪
素化合物の少なくとも１種の重合物を含む溶液を磁性層
上に塗布、硬化することにより得られる。また、前記の
有機珪素化合物、その部分加水分解物、さらにそれらの
縮重合物のいずれかを同時に含んでいる溶液を用いるこ
ともできる。

【０００８】本発明に用いられる一般式（１）で示され
る有機珪素化合物としては、γ−ヒドロキシプロピルト
リメトキシシラン、オクタデシルジメチル［３−（トリ
メトキシシリル）プロピル］アンモニウムクロライド、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（Ｎ，Ｎ
−ジグリシジル）アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等が
その代表例として挙げることができる。一般式（２）で
示される珪素化合物としては、テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラアセトキシラン、テトラ
イソシアネートシランが例示できる。

【０００９】溶液の塗布は、公知の浸漬塗布法または回
転塗布法を用いることができる。加熱による保護層の硬
化処理は、磁性層の磁気的性質が記録および再生に影響
を及ぼさない温度である４００℃以下で行うのが好まし
く、３００℃以下で行うのがさらに好ましい。これによ
り、珪素原子に直接結合した有機基を分解逸散させるこ
と無く硬化させることができる。また、保護層の硬化
は、紫外線、遠紫外線などを照射して行うこともでき
る。

【００１０】溶液中に含ませる一般式（１）および
（２）で示される有機珪素化合物の混合割合は、それぞ
れをＲ¹ _nＳｉＯ_(4-n)/2換算モル数、ＳｉＯ₂換算モル数
で表したとき、ＳｉＯ₂／Ｒ¹ _nＳｉＯ_(4-n)/2（モル比）
の値を１０００を越えない範囲とするのが好ましい。硬
化により二酸化珪素となる一般式（２）で表せる有機珪
素化合物の含有量を増加させ、保護層中の二酸化珪素の
マトリックスが多くなると保護層の耐摩耗性が大きくな
る。上記の値が１０³を超えると、二酸化珪素成分単独
からなる層の性質に近づき保護層が脆くなり、かつ、保
護層の上に設けられる潤滑層の均一塗布性ならびに付着
力が不十分となるので好ましくない。すなわち磁気ヘッ
ドとの摩擦が大きくなり磁気ディスクの耐久性が低下す
るので好ましくない。上記の比率は、保護層の耐摩耗性
と強靱性をともに具備するという実用的観点から、１〜
１０００の範囲が好ましく、さらに１０〜３００の範囲
が好ましい。本発明においては、保護層との磁性層との
接着性を向上させるために、保護層を形成するに先立
ち、磁性層上にＣｒを含む被膜を設けるのが好ましい。

【００１１】本発明においては、保護層の耐摩耗性を大
きくするために、塗布液中に硬質微粒子を含有させるこ
とができる。硬質微粒子としては金属酸化物微粒子が用
いられ、二酸化珪素微粒子、酸化アルミニウム微粒子が
好適に用いられる。これら微粒子源としてはコロイダル
シリカ、コロイダルアルミナが使用できる。コロイダル
シリカ、コロイダルアルミナとしては、粒径１〜５０ｎ
ｍのシリカ、アルミナの超微粒子を水またはアルコール
系分散媒に分散せしめたゾル、またはこのゾルから分散
媒を除去した乾燥粉末を再度、適当な分散媒に分散せし
めたゾルが好ましい。これらの微粒子は磁気ディスク表
面に凹凸を付与するように用いてもよい。微粒子の粒径
は、上記保護層の厚みと関係し、３０ｎｍ以下であるの
が好ましく、２０ｎｍ以下であるのがより好ましい。金
属酸化物の塗布溶液中の含有量は、その金属モル数が、
塗布液中の金属珪素化合物の珪素のモル数の２倍を越え
ないようにするのが好ましい。２倍を超えると保護層の
造膜性、強靱性が低下するので好ましくない。

【００１２】上記塗布溶液中に含有させる有機珪素化合
物と硬質微粒子の合計量は、一般式（１）および（２）
で表される有機珪素化合物をそれぞれＲ¹ _nＳｉＯ
_(4-n)/2換算重量およびＳｉＯ₂換算重量で表し、硬質微
粒子を金属酸化物重量で表したとき、その値を０.１〜
１０重量％となるように塗布液を調整するのが好まし
い。上記溶液の濃度調整用の溶媒としてメタノール、エ
タノール、イソプロピルアルコール、エトキシエタノー
ル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等を用い
ることができる。

【００１３】本発明に用いられる凹凸形状を有する非磁
性基板としては、ガラスあるいはセラミックス製板をフ
ッ酸などのエッチング液で所定形状に腐食したもの、ア
ルミニウム等の金属製板にニッケル・リンメッキして、
そのメッキ層に研磨粒により所定形状の凹凸を形成した
ものを用いることができる。また、加熱したガラス基板
上にアルミニウム等の低融点金属をスパッタリング等に
より基板全面に、あるいは部分的に被覆して凹凸を形成
させたものを用いることもできる。本発明にかかる磁性
層はスパッタリングにより被覆されるＣｏ主成分の合金
磁性層などの公知の磁性層を用いることができる。ま
た、本発明に用いられる潤滑層は、パーフルオロアルキ
ルポリエーテル等の含フッ素潤滑油が好んで用いられ
る。

【００１４】

【作用】本発明の磁気ディスクの保護層は、ポリオルガ
ノシロキサンを含む層としているので、従来技術の磁気
ディスクよりもその表面は大きい靱性を有する。そのた
め磁気ヘッドが保護層に衝突するように磁気ディスク表
面に着地しても、磁気ディスクが破壊されるのが抑制さ
れる。また、本発明の保護層は官能基を有する有機珪素
化合物から形成されるポリオルガノシロキサンを含み、
この官能基により保護層の上に塗布される潤滑層と保護
層は水素結合を介して強固に結合するので、潤滑層の保
護層表面での移動が防止され、潤滑層が薄く設けられて
いても磁気ディスク動作中に保護層が露出してしまうこ
とが防止され、磁気ディスクの潤滑性の耐久性が大きく
なる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例と比較例により本発明を詳細に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。

【００１６】実施例１テトラエトキシシラン１０ｇ，γーヒドロキシプロピル
トリメトキシシラン１ｇ，エチルアルコール１５ｇ，蒸
留水２０ｇおよび酢酸５ｇを混合し、５時間室温で攪拌
した。この溶液２５ｇをエチルアルコール１５０ｇで希
釈後、粒径が約１０ｎｍの二酸化珪素粒子を純水中に４
重量％分散させた溶液を１ｇ添加して、保護層形成用の
塗布液とした。フツ酸を含むエッチング液を用いて表面
に凹凸形状（ピーク高さ；約３０ｎｍ、ピークピッチ；
約０.４μｍ）を付与したガラス基板上にスパッタリン
グによりＣｒ下地層、Ｃｏ主成分の磁性層を順次被覆し
た。上記塗布液をスピンコート法で塗布した後、２９０
℃で１時間熱処理して硬化し、保護層を形成した。保護
層はＸ線光電子分光法により分析したところポリオルガ
ノシロキサンであることが確かめられた。走査型電子顕
微鏡により、保護層の破断面を観察したところ、磁性層
表面は凹凸形状が確認された。上記保護層上に、スピン
コート法によって、末端にヒドロキシル基を有するパー
フルオロポリエーテルを塗布後、１００℃で３０分間乾
燥して、膜厚約２ｎｍの潤滑層を形成し磁気ディスクを
得た。この磁気ディスクについて、２万回のＣＳＳテス
トを実施した後、磁気ヘッドの静止摩擦係数および面内
の動摩擦係数を測定した結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】実施例２テトラエトキシシラン１００ｇ，γーグリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン１０ｇ，エチルアルコール２０
０ｇ，蒸留水３５ｇおよび酢酸３ｇを混合し、約５０℃
で２０時間攪拌した。この溶液３０ｇをエチルアルコー
ル２００ｇで希釈し、保護層形成用の塗布液とした。フ
ツ酸を含むエッチング液で表面に、凹凸形状（ピーク高
さ；約５０ｎｍ，ピークピッチ；約１μｍ）を付与した
ガラス基板上にＣｒ下地層、Ｃｏ主成分の合金磁性層を
順次被覆し、上記塗布液をスピンコート法で磁性層上に
塗布した後、２９０℃で１時間熱処理して硬化し保護層
を形成した。この保護層は、Ｘ線光電子分光法で分析し
たところポリオルガノシロキサンであることが確認され
た。走査型電子顕微鏡により、保護層の破断面を観察し
たところ、凹凸形状が確認され、エリプソメーターで測
定した保護層の厚みは約２５ｎｍであった。得られた保
護層上に、スピンコート法によって、末端にヒドロキシ
ル基を有するパーフルオロポリエーテルを塗布後、１０
０℃で３０分間乾燥して、膜厚約２ｎｍの潤滑層を形成
し、目的とする磁気ディスクを得た。この磁気ディスク
について、ピン・ディスク摩耗テスト（ピン形状は直径
約２ｍｍ，１０ｇｆ，３００ｒｐｍ）を実施した結果を
表２に示す。本テストは保護膜の破壊に到るまでの時間
が長いほど保護膜が低摩擦かつ強靱であることを示して
いる。

【００１９】

【表２】

【００２０】比較例１テトラエトキシシラン１１ｇ，エチルアルコール１５
ｇ，蒸留水２０ｇおよび酢酸５ｇを混合し、５時間室温
で攪拌した。この溶液２５ｇをエチルアルコール１５０
ｇで希釈後、粒径が約１０ｎｍの二酸化珪素粒子を純水
中に４重量％分散させた溶液を１ｇ添加して、保護層形
成用の塗布液とした。フツ酸を含むエツチング液でエッチ
ングすることにより表面に凹凸形状（ピーク高さ；約５
０ｎｍ，ピークピッチ；約１μｍ）を付与したガラス基
板上にスパッタリングによりＣｒ下地層、Ｃｏ主成分の
磁性層を順次被覆し、上記塗布液をスピンコート法で塗
布した後、２９０℃で１時間熱処理して硬化し保護層と
した。保護層はＸ線光電子分析法で分析したところ二酸
化珪素であることが確認された。走査型電子顕微鏡によ
り、保護層の破断面を観察したところ凹凸形状が確認さ
れ、エリプソメーターで測定した保護層厚みは約２０ｎ
ｍであった。得られた保護層上に、スピンコート法によ
って、末端にヒドロキシル基を有するパーフルオロポリ
エーテルを塗布後、１００℃で３０分間乾燥して、膜厚
約２ｎｍの潤滑層を形成し磁気ディスクとした。この磁
気ディスクについて、２万回のＣＳＳテストを実施した
後、磁気ヘッドの静止摩擦係数および面内の動摩擦係数
を測定した結果を表１に示す。表１に示すように、本発
明の磁気ディスクは、磁気ヘッドとの摩擦係数の絶対値
が、低く抑えられている。また、動摩擦係数の面内ばら
つきもきわめて小さい。

【００２１】比較例２テトラエトキシシラン１００ｇ，エチルアルコール１７
５ｇ，蒸留水３５ｇおよび酢酸５ｇを混合し、５時間室
温で攪拌した。この溶液２５ｇをエチルアルコール２０
０ｇで希釈し、保護層形成用の塗布液とした。この塗布
液を用いた以外は実施例２と同様に磁気ディスクを製作
した。得られた磁気ディスクのピン・ディスク摩耗テス
ト結果を表２に示す。

【００２２】上記の実施例および比較例から、保護層の
形成に、一般式（１）で示される有機珪素化合物とし
て、γーヒドロキシプロピルトリメトキシシランを用い
たした効果は明らかである。すなわち、γーヒドロキシ
プロピルトリメトキシシランのヒドロキシル基によっ
て、保護層と潤滑剤の付着力ならびに潤滑剤の均一塗布
性が向上するため潤滑剤を介して保護層と磁気ヘッドが
吸着しないためと推察される。

【００２３】

【発明の効果】本発明の磁気ディスクは、ポリオルガノ
シロキサンを含むので、従来技術の無機酸化物のみから
なる保護層よりも、靱性が大きく、かつ低摩擦特性を有
する。磁気ヘッドが磁気ディスクにたとえ衝突するよう
に着地しても、保護層は亀裂を生じたり、欠けが生じた
りすることが防止でき、磁性層を無傷で保護できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスクの一実施例の一部断面図
である。

【符号の説明】

１・・・磁気ディスク、２・・・ガラス板、３・・・下
地層、４・・・磁性層、５・・・保護層、６・・・潤滑
層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に凹凸が付与された非磁性基板上に磁
性層、保護層および潤滑層が順次形成された磁気ディス
クにおいて、前記保護層が、下記の一般式（１）および
（２）で示される有機珪素化合物を含む溶液を塗布し、
硬化して形成したポリオルガノシロキサン含有層である
ことを特徴とする磁気ディスク。Ｒ¹ _nＳｉ（Ｒ²）_4-n （１）Ｓｉ（Ｒ²）₄ （２）ここで、Ｒ¹：ヒドロキシル基、エポキシ基、メルカプト基、ア
ミノ基、または４級アンモニウム基を分子鎖の末端に有
する有機基、Ｒ²：アルコキシ基、アシルオキシ基、アルコキシアル
コキシ基、イソシアネート基または塩素元素、ｎ：１〜３のいずれかの整数、である。
【請求項２】前記一般式（１）のＲ¹の少なくとも１つ
は、水素の少なくとも１つがヒドロキシ基、アミノ基ま
たはエポキシ基に置換された炭素数が１〜５の有機基で
あることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク。
【請求項３】前記溶液中に含まれる一般式（１）および
（２）で示される有機珪素化合物をそれぞれＲ¹ _nＳｉＯ
_(4-n)/2換算モル数およびＳｉＯ₂換算モル数で表したと
き、ＳｉＯ₂／Ｒ¹ _nＳｉＯ_(4-n)/2の比を１〜１０００と
したことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気デ
ィスク。
【請求項４】前記溶液中に、３０ｎｍ径以下の二酸化珪
素の微粒子を、前記一般式（１）および（２）で示され
る有機珪素化合物の合計量に対して、珪素元素換算モル
比で表して、２倍を越えない範囲で含ませたことを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディス
ク。