JPH08321038A - 磁気記録用ディスク基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライブ回転時の回転むら及びうねりを少な
くすることのできるガラス状カーボンシートからなる磁
気記録用ディスク基板を提供する。 【構成】 芳香族ポリイミド樹脂フィルムを非酸化性雰
囲気中で焼成炭化して得られ、嵩密度が１．５５〜１．
７５g/ccで、かつ平面方向の曲げ弾性率が４０００kgf/
mm² 以上の特性を有するガラス状カーボンのシートから
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄肉、軽量でドライブ
回転時の回転むら及びうねりを極めて少なくして、磁気
ヘッドの浮上高さを小さくすることのできる磁気記録装
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、材質的に剛性が不十分で、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】更に、近時における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、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、本出
願人は嵩密度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０．００３
μm 以下の表面平滑性状を有する磁気記録用ディスク基
板を開発提案した（特願平６−113752号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フェノ
ール系樹脂やフラン系樹脂などの熱硬化性樹脂を原料樹
脂に用いて得られるガラス状カーボン材は等方性で、弾
性率が低く、また１mm以下の薄肉のシート状成形体を得
ることが困難である。

【０００８】本発明者は、磁気記録用のディスク基板と
して好適なガラス状カーボンの材質性状について研究を
進めた結果、原料樹脂に芳香族ポリイミド樹脂フィルム
を用いることにより高密度、高弾性で、かつ基板厚みを
薄肉化したシート状成形体が得られることを見出した。

【０００９】本発明は上記知見に基づいて開発されたも
のであり、その目的は、薄肉、軽量でドライブ回転時の
回転むら及びうねりを極めて少なくして、磁気ヘッドの
浮上高さを小さくさせることのできる磁気記録装置のデ
ィスク基板を提供することにある。

【００１０】

【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、芳香族ポ
リイミド樹脂フィルムを非酸化性雰囲気中で焼成炭化し
て得られ、嵩密度が１．５５〜１．７５g/ccで、かつ平
面方向の曲げ弾性率が４０００kgf/mm² 以上の特性を有
するガラス状カーボンのシートからなることを構成上の
特徴とする。

【００１１】ガラス状カーボンは、ガラス状の外観およ
び破断面を呈し黒鉛材料などの一般炭素材のようにカー
ボン粒子が集合した組織形態と異なり、無定形ガラス状
の緻密組織構造を有する炭素材であり、気体不透過性、
化学的安定性などの特性が優れているため電子、化学を
はじめ多くの工業分野で有用されている。

【００１２】通常、ガラス状カーボンはフェノール系樹
脂やフラン系樹脂などの炭化残留率の高い熱硬化性樹脂
を原料とし、これを所望の形状に成形したのち非酸化性
雰囲気下で焼成炭化する方法によって製造されている。
しかし、この種の樹脂原料系を用いて薄いシート状の成
形体を得ることは能率的、品質的および収率的に極めて
困難である。更に、焼成炭化過程で起こる収縮現象によ
りガラス状カーボン材に皺や反り等が発生するため、表
面平滑なシートを得ることにも困難性がある。

【００１３】本発明の材質性状を備えるガラス状カーボ
ンのシートは、原料樹脂として芳香族ポリイミド樹脂の
フィルムを用いることにより製造することができ、例え
ば本発明者が開発提案した、芳香族ポリイミド樹脂のフ
ィルムを炭素質押さえ板で挟み付け、押さえ圧力を掛け
た状態で非酸化性雰囲気中８００〜２１００℃の温度で
焼成する方法（特公平６−45444 号公報）により嵩密度
の大きい、表面平滑な薄肉シートを得ることができる。
なお、ガラス転移温度が３００℃以上の芳香族ポリイミ
ド樹脂フィルムを用いると、焼成時に軟化することなく
炭化するので曲げ弾性率が高く、表面平滑なガラス状カ
ーボンシートを得ることができる。

【００１４】また、芳香族ポリイミド樹脂はフェノール
系、フラン系などの熱硬化性樹脂に比べてフィルム成形
性に優れており、均質で薄肉のフィルム状成形体を容易
に形成することができる。この芳香族ポリイミド樹脂フ
ィルムは分子構造が平面的に配向しているために、これ
を原料樹脂として焼成炭化することにより平面方向の曲
げ弾性率の大きいガラス状カーボンシートの製造が可能
である。

【００１５】本発明の磁気記録用のディスク基板は、こ
のガラス状カーボンの材質性状として嵩密度および平面
方向の曲げ弾性率を特定する点に主要な要件がある。こ
のうち、嵩密度が１．５５〜１．７５g/ccの材質性状は
緻密で内在ポアの極めて少ないことに特徴づけられる。
内在ポアの存在は、磁気ディスク基板として表面を研磨
加工する際にポアが表面に露出して表面平滑性を損なう
こととなるが、本発明の磁気ディスク基板は嵩密度を
１．５５g/cc以上とすることにより内在ポアによる表面
欠陥の発生が防止される。しかしながら、嵩密度が１．
７５g/ccを越えると磁気ディスク基板の重量が大きくな
り、ドライブの駆動動力が増大するので嵩密度は１．５
５〜１．７５g/ccの範囲に設定される。

【００１６】また、ガラス状カーボンの材質性状として
平面方向の曲げ弾性率の値が小さいと、ディスク基板の
厚さを薄肉化した場合にディスクドライブ時の回転むら
やうねりが大きくなるので、平面方向の曲げ弾性率を４
０００kgf/mm² 以上に設定することが必要である。これ
らの材質性状を備えるガラス状カーボンのシートで磁気
ディスク基板を形成することにより１mm以下の薄肉、軽
量化を図ることができる。

【００１７】これらの材質性状を有するガラス状カーボ
ンのシートは、所定形状に加工したのち表面を研磨加工
して磁気記録用のディスク基板とする。

【００１８】

【作用】本発明の磁気記録用ディスク基板を形成するガ
ラス状カーボンシートは、嵩密度が大きくポアの少ない
緻密組織構造を有し、また、原料樹脂として用いる芳香
族ポリイミド樹脂フィルムの分子配向性に起因して平面
方向の曲げ弾性率が高い材質性状を有するので、ディス
クドライブ回転時の回転むらやうねりの発生を効果的に
抑制することが可能となる。

【００１９】更に、ガラス状カーボンの有する表面平滑
性、耐熱性、化学的安定性などの諸特性を具備するので
磁気記録装置用のディスク基板として長期に亘って安定
して使用することができる。

【００２０】

【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。

【００２１】実施例１〜７、比較例１〜２ 表１に示した化学式Ｎo.１からＮo.５の芳香族ポリイミ
ド樹脂フィルム（厚さ０．６５mm）を用いて、表面粗さ
２０μm Ｒ_MAX に研磨した最大粒子径１００μm 、嵩密
度１．８３g/ccの黒鉛板〔東海カーボン（株）製、Ｇ３
４７〕からなる抑え板に挟み付け、これに６０gf/cm²の
押え圧力を掛けた状態で窒素ガス雰囲気の電気炉に入
れ、加熱温度を変えて焼成炭化した。得られたガラス状
カーボンのシートの表面を＃８０００までの砥粒で鏡面
研磨したのち、嵩密度、曲げ弾性率および曲げ強度を測
定した。これらの結果を、用いた芳香族ポリイミド樹脂
フィルムの種類および焼成炭化温度とともに表２に示し
た。

【００２２】

【表１】

【００２３】比較例３ 原料樹脂としてフェノール樹脂初期縮合物〔住友デュレ
ズ（株）製、PR940 〕を用い、この原料樹脂をポリプロ
ピレン製のバットに流し込み２００℃の温度で加熱、硬
化して板状体の樹脂成形体としたのち窒素ガス雰囲気中
１５００℃の温度で焼成炭化した。得られたガラス状カ
ーボンのシートの表面を＃８０００までの砥粒で鏡面研
磨し、嵩密度、曲げ弾性率および曲げ強度を測定して、
その結果を表２に併載した。

【００２４】比較例４ 比較例３で得られたガラス状カーボンシートを、ＨＩＰ
装置により圧力２０００気圧、温度２５００℃で加圧加
熱処理をしたほかは、比較例３と同一の方法により作製
したガラス状カーボンシートについて、嵩密度、曲げ弾
性率および曲げ強度を測定して、その結果を表２に併載
した。

【００２５】

【表２】 （表注）＊1 : 表１の一般式Ｎo. ＊2 : フェノール樹脂〔住友デュレズ（株）製、PR940 〕 ＊3 : 比較例３のガラス状カーボンシートを更に圧力2000気圧、温度15 00℃で加圧加熱処理

【００２６】実施例８〜１３ 実施例１〜３で得られたガラス状カーボンシートを基板
として、表３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２mTorr の条件で積層成膜し、磁気記録媒体
を作製した。

【００２７】

【表３】

【００２８】このようにして得られた磁気記録媒体の性
能を評価して、その結果を表４に示した。表４の結果か
ら本発明の磁気記録用ディスク基板の性能は面振れの振
幅や速度が小さく、ドライブ回転時の回転むらやうねり
を少なくできることが判る。

【００２９】

【表４】 （表注）＊4 ：表２に示した実施例のＮo. ＊5 ：表３に示した成膜条件

【００３０】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば耐熱性、
化学的安定性および表面平滑性に優れるガラス状カーボ
ンからなる薄肉、軽量で、ディスクドライブ回転時の回
転むらやうねりの少ない磁気記録用ディスク基板を提供
することができる。したがって磁気ヘッドの浮上高さを
低減することができ、高密度化が可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芳香族ポリイミド樹脂フィルムを非酸化
   性雰囲気中で焼成炭化して得られ、嵩密度が１．５５〜
   １．７５g/ccで、かつ平面方向の曲げ弾性率が４０００
   kgf/mm² 以上の特性を有するガラス状カーボンのシート
   からな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】 芳香族ポリイミド樹脂フィルムのガラス
   転移温度が３００℃以上である請求項１記載の磁気記録
   用ディスク基板。