JPH07296376A - 磁気記録用ディスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱安定性、非汚染性および表面平滑性に優れ
たガラス状カーボンからなる磁気記録用ディスク基板を
提供する。 【構成】 嵩密度１．４７g/cc以上の材質組織と、総灰
分が５ppm 以下の高純度特性を備える添加フィラー成分
を含まないガラス状カーボン材からなり、表面粗さが
０．００３μm 以下の表面平滑性を有する。表面欠陥数
が５個以下であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱安定性、非汚染性お
よび表面平滑性に優れたガラス状カーボンからなる磁気
記録装置のディスク基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録装置のハードディスク基板とし
ては、従来からアルミニウム合金製のものが汎用されて
いる。しかしながら、アルミニウム合金からなるディス
ク基板は、材質的に硬性が不十分で、表面を研磨加工す
る際に基板にうねりが発生するため、予め表面にアルマ
イト層を形成したのち鏡面研磨する必要があること、比
重が比較的大きいうえ肉厚を薄くすることが難しい関係
で、ディスクドライブ駆動系に負担がかかり、駆動装置
の小型化ができない、基板中に介在する金属不純物（金
属間化合物）が研磨加工時に脱落して微小な表面ピット
や突起として残るため、欠陥不良の原因になる、等の問
題点がある。

【０００３】アルミニウム合金に替わる磁気記録用ディ
スク基板として、ガラス製のものが知られている。硬質
のガラス材は表面研磨により優れた精度の表面平滑性を
付与することができるが、本来的に脆弱な材質であるた
めヒートショック等の刺激に対して破損し易い欠点があ
る。

【０００４】これに対し、特開昭６０−３５３３３号公
報に開示されているガラス状カーボン製のディスク基板
は、ガラス状の組織をもつ緻密質のカーボンにより構成
されているため、記録層を形成する処理温度にも十分に
耐えられる耐熱性と表面研磨により良好な平滑性が得ら
れる緻密組織を有しており、そのうえ軽量である利点が
ある。したがって、磁気記録用ディスク基板として有用
性が期待されている。

【０００５】このため、その後、球状結晶子内の気孔径
が３０オングストローム以下で見かけ密度が１．８０以
上のガラス状カーボン基板上に、記録層としてＣo 基金
属薄膜を形成した磁気記録媒体（特開平３−52116 号公
報) 、ガラス質炭素からなる白色光の表面反射率が１０
％以下である磁気ディスク用基板（特開平３−268221号
公報) 、ガラス状カーボン基板上にγ−Ｆe₂Ｏ₃ 塗布磁
性層と保護潤滑層とを順次に形成した磁気ディスク（特
開平３−276420号公報) 等が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近時、磁気ディスクの
高集積化に伴って磁気ヘッドがフェライト系から材質硬
度の高い薄膜ヘッドに移行しており、加えてディスクと
ヘッドとの接触機構も変化していることから、従来にも
増してディスク基板における耐摩耗性と表面平滑性の改
善が必要とされており、特に表面粗さが０．０１μm を
下廻る表面平滑度が要求されている。

【０００７】本発明者は、磁気記録用ディスク基板をガ
ラス状カーボンで構成する際の材質性状について多角的
に検討をおこなった結果、材質密度のほかに従来技術で
着目されていない微量な不純物の存在が表面平滑性に大
きな影響を与え、残存する灰分量が一定値以下の場合に
好適な表面平滑性を確保できることを確認した。

【０００８】本発明は上記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、優れた熱安定性、非汚染性ならび
に表面平滑性を有するガラス状カーボンからなる高性能
の磁気記録用ディスク基板を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による磁気記録用ディスク基板は、嵩密度
１．４７g/cc以上の材質組織と、総灰分が５ppm 以下の
高純度特性を備える添加フィラー成分を含まないガラス
状カーボンからなり、表面粗さ０．００３μm 以下の表
面平滑性状を有することを構成上の特徴とする。

【００１０】また本発明による磁気記録用ディスク基板
は、上記の性状特性に加えてガラス状カーボンからなる
基板の表面欠陥数が５個以下であることが好ましい。

【００１１】上記構成において特定したガラス状カーボ
ンの各材質性状の値は、嵩密度および総灰分については
ＪＩＳ Ｒ7222−1979「高純度黒鉛素材の物理試験方
法」による測定値、表面粗さは表面粗度計による測定
値、また表面欠陥数は基板表面を走査型電子顕微鏡観察
で観察し、直径１００mmのディスク片面に存在する１μ
m以上の開口ポアの数である。

【００１２】純粋な組成を備えるガラス状カーボンは、
黒鉛材料などの一般炭素質物のようにカーボン粒子が集
合した組織構造体とは異なり、無定形ガラス状の連続緻
密組織を呈する特異な炭素構造体であるため、表面研磨
の過程で組織から粒子が脱離することはない。しかし、
原料樹脂にフィラーとして黒鉛粉、カーボンブラックあ
るいは樹脂粉末等を添加して製造された組成のガラス状
カーボンは、添加フィラーとマトリックス樹脂とが十分
に濡れないうえ、両成分の収縮率が異なるために焼成後
の密着性が弱くなって、表面研磨時にフィラー粒子が離
脱したり、開口ポアが露出して表面平滑性を減退させ
る。したがって、本発明を構成するガラス状カーボン
は、添加フィラー成分を含まない単一組成であることが
前提的要件となる。

【００１３】通常、ガラス状カーボンの組織には製造時
に不可避的に形成される微小なポアが内在し、このポア
が研磨加工時に表面に多く露出すると表面平滑性を損ね
る原因となる。また、ガラス状カーボンの製造時に原料
系あるいは成形、硬化および焼成の各工程で製造物に金
属不純物が混入すると、得られたガラス状カーボンを表
面研磨する際に不純物が離脱して微小な表面ピットや突
起が生じ、表面平滑性が損なわれる。これらの原因によ
って表面平滑性が低下すると、磁気記録用ディスクに要
求される表面粗さ０．０１μm 以下の平滑精度を付与す
ることができなくなる。

【００１４】本発明で特定した嵩密度１．４７g/cc以上
の材質組織は、内在ポアの少ない組織緻密性を有してお
り、この組織性状が良好な表面平滑性を保持するための
要件となる。嵩密度が１. ４７g/ccを下廻ると目的とす
る表面平滑度を確保することができなくなる。総灰分を
５ppm 以下とする高純度特性もディスク基板の表面平滑
性を付与するための重要な要件で、この総灰分量が５pp
m を越える場合には同様に目的とする表面平滑度を付与
することはできない。これらの材質組織および高純度特
性は同時に満たす必要があり、両者の要件を兼備させる
ことにより表面粗さ０．００３μm 以下、表面欠陥数５
個以下の優れた表面平滑性を得ることが可能となる。し
かし、嵩密度が１．４７g/cc以上であっても、総灰分が
５ppm を越えるような場合には、表面粗さ０．００３μ
m 以下の表面平滑性を得ることが不可能となる。

【００１５】上記の材質性状を備えるガラス状カーボン
は、特別に製造された有機質以外の成分を含有しない高
純度の原料樹脂を外部からの不純物汚染のない環境下で
硬化、焼成を施す方法、常法に従って製造したガラス状
カーボン材をハロゲン系ガス雰囲気中で加熱する二次的
な精製処理を施す方法、あるいはこれら両者を組み合わ
せた方法により製造することができる。

【００１６】例えば、予め吸着分離、減圧蒸留またはク
ロマトグラフィー等の手段で不純物を除去した原料成分
を用い、外部からの環境汚染を防止するためにクリーン
ルームまたはこれに準じた環境下で原料樹脂液を合成す
る。原料となる熱硬化性樹脂としては、残炭率が少なく
とも４０％のフェノール系、フラン系またはポリイミド
系の樹脂が好ましく使用される。樹脂原料の成形は、樹
脂液を清浄なポリプロピレン製の容器に流し込む注型成
形でおこない、硬化および焼成処理は、処理環境を外部
から遮断しながら、真空あるいは超高純度のアルゴン、
窒素ガス等の不活性ガスに置換した雰囲気系内でおこな
う。硬化温度は１００〜１５０℃の範囲で、また焼成温
度は８００〜１２００℃の温度域に設置される。焼成段
階では樹脂成形板を高純度の黒鉛板で挟持した状態で、
パッキイングレスの電気焼成炉を用いておこなうことが
好ましい。焼成後のガラス状カーボンは、必要に応じて
更に２０００℃以上の高温で黒鉛化処理を施す。

【００１７】このようにして製造された板状のガラス状
カーボンは、所定形状に加工したのち表面を鏡面研磨し
て磁気記録用ディスク基板を得る。

【００１８】

【作用】上記のような特定性状のガラス状カーボンから
なる本発明の磁気記録用ディスク基板は、極めて平滑な
表面性状を具備しており、加えてガラス状カーボン本来
の優れた耐熱安定性と非汚染性の組織性状を有してい
る。このため、高密度磁気記録装置のディスク基板とし
ての要求性能を悉く満足し、長期間に亘り安定した使用
が保証される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。

【００２０】実施例１〜３ 減圧蒸留により精製したフェノールおよびホルマリンを
原料とし、常法に従い付加縮合反応させてフェノール樹
脂初期縮合物（液状樹脂）を調製した。該フェノール樹
脂初期縮合物の灰分含有量は、７ppm であった。この原
料樹脂液をポリプロピレン製のバットに流し込んで真空
デシケータに入れ、１０torr以下の減圧下で脱気処理を
おこなったのち、内部が清浄な電気オーブンに移し１０
０℃の温度で硬化して板状体に成形した。

【００２１】ついで、成形された板状体を不純物５ppm
未満の高純度黒鉛板〔東海カーボン（株）製、G347SS〕
で挟み付け、同じく高純度黒鉛ヒーター〔東海カーボン
（株）製、G151ASS 〕を設置したパッキングレスの電気
加熱炉〔東海高熱工業（株）製、TP150 〕にセットし
た。この加熱炉の内部を不純物１０ppm 未満の高純度ア
ルゴンガス雰囲気で保持しながら１０００℃に加熱して
焼成炭化処理を施し、直径１００mm、厚さ１mmの円盤状
ガラス状カーボンを製造した。得られたガラス状カーボ
ン板の表面を精密ラッピングマシンにより鏡面研磨仕上
げを施し、磁気記録用ディスクとしての性能評価をおこ
なった。その結果を、ガラス状カーボンの嵩密度、総灰
分、表面粗さおよび表面欠陥数の特定値として表１に示
した。

【００２２】実施例２ 実施例１と同様にして調製した灰分２ppm のフェノール
樹脂初期縮合物を原料樹脂とし、成形時の脱気処理時間
を若干延長したほかは全て実施例1 と同一条件により円
盤状ガラス状カーボンを製造した。得られたガラス状カ
ーボンの磁気記録用ディスク基板としての性能評価をお
こない、結果を表１に併載した。

【００２３】実施例３ 実施例１と同様にして調製した灰分４ppm のフェノール
樹脂初期縮合物を原料樹脂とし、成形時の脱気処理時間
を若干短縮したほかは全て実施例1 と同一条件により円
盤状ガラス状カーボンを製造した。得られたガラス状カ
ーボンの磁気記録用ディスク基板としての性能評価をお
こない、結果を表１に併載した。

【００２４】比較例１ 市販のフェノール樹脂初期縮合物〔住友デュレズ（株）
製、PR940 〕を原料樹脂とし、その他は実施例１と同一
の条件により円盤状ガラス状カーボンを製造した。得ら
れたガラス状カーボンの磁気記録用ディスク基板として
の性能評価をおこない、結果を表１に併載した。

【００２５】比較例２ 比較例１のフェノール樹脂初期縮合物に平均粒径１０μ
m の黒鉛粉末を３０重量％の割合で添加し、良く混合し
て均一に分散させた。この分散液を原料樹脂とし、その
他は実施例１と同一の条件により円盤状ガラス状カーボ
ンを製造した。得られたガラス状カーボンの磁気記録用
ディスク基板としての性能評価をおこない、結果を表１
に併載した。

【００２６】比較例３ 比較例１のフェノール樹脂初期縮合物にカーボンブラッ
ク〔東海カーボン（株）製、シースト３〕を３０重量％
の割合で添加し、良く混合して均一に分散させた。この
分散液を原料樹脂とし、その他は実施例１と同一の条件
により円盤状ガラス状カーボンを製造した。得られたガ
ラス状カーボンの磁気記録用ディスク基板としての性能
評価をおこない、結果を表１に併載した。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の結果から、本発明の要件を満たす実
施例によるガラス状カーボンは比較例に比べて磁気記録
用ディスク基板としての性能が大幅に改善されており、
いずれも表面粗さ０．００３μm 以下、表面欠陥数５個
以下の表面平滑度であることが認められた。

【００２９】実施例４〜５ 実施例２のガラス状カーボンからなる基板面に、表２に
示す組成のターゲット材をマグネトロン・スパッタリン
グ装置を用いて基板温度２５０℃、アルゴンガス圧２mT
orr の条件で積層成膜し、磁気記録媒体を作製した。そ
の性能は表２に示すとおり優れたものであった。

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば熱安定
性、非汚染性および表面平滑性に優れるガラス状カーン
ボンからなる磁気記録用ディスク基板を提供することが
できる。したがって、表面精度が良好で、表面欠陥に起
因するエラーの少ない磁気記録媒体を形成することが可
能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 嵩密度１．４７g/cc以上の材質組織と、
   総灰分が５ppm 以下の高純度特性を備える添加フィラー
   成分を含まないガラス状カーボンからなり、表面粗さ
   ０．００３μm 以下の表面平滑性状を有することを特徴
   とする磁気記録用ディスク基板。
2. 【請求項２】 表面欠陥数が５個以下である請求項１記
   載の磁気記録用ディスク基板。