JPH07169045A

JPH07169045A - 磁気ディスク

Info

Publication number: JPH07169045A
Application number: JP31239193A
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: 1993-12-14
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】保護層の潤滑耐久性と靱性が改善されたＣＳＳ
特性の優れた磁気ディスクを提供すること。【構成】フッ酸を用いて平滑なガラス板表面に高さ約５
０ｎｍ、その高さのピッチが約１μｍの凹凸を形成し、
その形成面にクロム下地層、コバルト主成分の磁性層、
保護層、潤滑層を順次設けた磁気デイスクで、保護層を
テトラエトキキシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリ
メトキシシランを含む溶液を塗布し、硬化して２０ｎｍ
の厚みに形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規な保護層を有する
磁気ディスクに関し、さらに詳述すれば保護層の潤滑耐
久性と靱性とが改善されＣＳＳ特性が優れた磁気ディス
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は、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５８７３１
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、上記従
来技術の磁気ディスクでは、保護層自体の潤滑性が必ず
しも十分でなく、また保護層と潤滑層との付着力が大き
くなかった。このため潤滑層は均一に保護層表面に塗布
された状態をつくり出すのが困難であった。その結果、
磁気ヘッドと磁気ディスクが接触する時の摩擦抵抗が大
きく、磁気ディスクの耐久性が実用上必ずしも満足のい
くレベルではなかった。すなわち、上記従来技術の磁気
ディスクでは、保護層表面上の潤滑層が部分的に消失
し、その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問題点があった。
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、表面に凹凸を
付与した非磁性支持体上に磁性層、保護層および潤滑層
を順次形成した磁気ディスクであって、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とした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：飽和炭化水素基、水素の一部または全部がフッ素
あるいは塩素に置換された飽和炭化水素基、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、とする。

【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、し、有機珪素化合物を加水分解、重合反応に
より硬化することにより得られる。また用いる溶液とし
ては、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
液を用いてもよい。

【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、メチルトリエトキシシラ
ン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリエ
トキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、３．３．３−トリフルオロプロピルトリメトキシシ
ラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、
ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、
トリメチルクロロ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）で示される有機珪素化合物と
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させることなく硬
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】塗布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、それら
の有機珪素化合物をそれぞれＲ¹ _nＳｉＯ_(4-n)/2換算モ
ル数、ＳｉＯ₂換算モル数で表したとき、ＳｉＯ₂／Ｒ¹ _n
ＳｉＯ_(4-n)/2（モル比）の値を１〜１０００の範囲で
含ませるのが好ましい。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１０００を超える
と、二酸化珪素単独からなる層の性質に近づき、保護層
は脆くなる。一方１に満たないときは、保護層の耐摩耗
性が低下し、磁気ディスクとしての耐久性が低下するの
で好ましくない。保護層の耐摩耗性、強靱性、潤滑性お
よび疎水性をともに具備するという磁気ディスクの実用
的観点から、１〜１０００の範囲が、さらに１０〜３０
０の範囲が好ましい。本発明においては、保護層と磁性
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を含む被膜を形成するのが好ま
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、塗布溶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１〜５０
ｎｍ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一般式（１）
および（２）で表される有機珪素化合物と硬質微粒子の
合計量は、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、０.１〜１０％と
なるように塗布溶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の基板
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の基板をニッケル・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凹凸付与
物としてスパッタリング等により基板表面の全面にまた
は部分的に被覆し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Ｃ
ｏ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、本発明にかかる潤滑層としては、パーフルオロ
アルキルポリエーテルなどのフッ素含有潤滑油を用いる
ことができる。

【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
ディスクの二酸化珪素からなる保護層よりも大きな靱性
を有する。これにより、磁気ヘッドが保護層に衝突する
ように磁気記ディスク表面に着地しても、磁気ディスク
が破壊するのが抑制される。また、本発明の飽和炭化水
素基または水素の一部または全部をフッ素または塩素に
置換したアルキル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は保護層に潤滑性と撥水性
を付与する。これにより、潤滑層が均一に保護層上に塗
布されておらず、すなわち保護層が局所的に露出してい
ても、磁気ディスク表面は潤滑性能を大きく損なうこと
がない。また、同時に保護層自体の靱性が高くなってい
るので、磁気ヘッドが強く当たるように着地しても、磁
気ディスクの破壊抵抗性が高い。また保護層中の硬質微
粒子は、保護層の硬度を向上させる。

【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，ヘプタデカフルオロデシ
ルトリメトキシシラン０．２ｇ，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。フツ酸を含むエッチング液でエッ
チングすることにより表面に凹凸形状（ピーク高さ；約
５０ｎｍ，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時間熱処理により硬化して保
護層とした。この保護層は、Ｘ線光電子分光法分析によ
りポリオルガノシロキサンであることが確認された。保
護層の走査型電子顕微鏡により、破断面を観察したとこ
ろ凹凸形状が確認され、保護層厚みは約２０ｎｍ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、磁気ディスクを得た。この磁気ディ
スクと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，メチルトリメトキシシ
ラン１５ｇ，エチルアルコール２００ｇ，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
ング液でのエッチングで表面に、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。フツ酸を含むエッチング液でエッ
チングすることにより表面に凹凸形状（ピーク高さ；約
５０ｎｍ，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線光電子分光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２０
ｎｍ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、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。

【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】以上、実施例と比較例で説明したように、
本発明の磁気ディスクは、磁気ヘッド摺動時の摩擦係数
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。保護層形成に、一般式
（１）で示される有機珪素化合物として、ヘプタデカフ
ルオロデシルトリメトキシシランを使用した効果は明ら
かである。これは、ポリオルガノシロキサンのヘプタ
デカフルオロデシル基により、保護層と磁気ヘッドが強
固に吸着しないためであると推察される。

【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】表面に凹凸を付与した非磁性支持体上に磁
性層、保護層および潤滑層を順次形成した磁気ディスク
において、前記保護層を、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としたこ
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：飽和炭化水素基、水素の一部または全部がフッ素
あるいは塩素に置換された飽和炭化水素基、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、とする。
【請求項２】前記一般式（１）のＲ¹の少なくとも１つ
は、メチル基、エチル基、プロピル基またはパーフルオ
ロアルキル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】前記塗布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 _nＳ
ｉＯ_(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１〜１００
０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】前記塗布溶液中に、３０ｎｍ径以下の大き
さ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
素元素のモル換算で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のいずれかの項に記載の磁
気ディスク。