JPS59221832A - 複合磁気デイスク - Google Patents

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】 本発明は磁気ディスク、特に複合構造体として形成され
た磁気ディスクに関する。

〔従来技法の説明〕

磁気記録分野において用いられている剛性の記録媒体は
、通常、アルミニウム基板とその上に形成された磁性層
とから成９、磁性層は硬化しうる結合剤中に分散させた
磁性材料を含む。この様な構造の記鎌媒体の磁性層の厚
さは通常０．５乃至１゜５ミクロンの間にあシ、６９３
７ビツ）　／　ｃｍ　（１ＯＤＯＯＢＰＩ）迄の記録密
度が得られている。

高記録密度の場合には、層の厚さのみならず磁気的値に
関しそ、通常の酸化物分散層とは異なる磁性層を必要と
する。ドイツ国特許第２２２３９３２号によれば、記録
密度は層の厚さ及び保持力に依存する事が知られている
。このために、層の厚さを減少して記録密度及び保持力
を増大する試みがなされた。これはアルミニウム基板上
に高真空の下で周期律表の第８族の金属をスパッタリン
グ、蒸着もしくは電着する事によって通常形成される極
めて薄い強磁性薄膜を付着させる事や、定電流もしくは
化学的過程に従って前記金属の塩の溶液を付着させる事
によって達成される。この様な方法によってアルミニウ
ム基板上に磁気被覆を付着させる事によって形成される
磁気薄膜ディスクは、通常硬化可能な結合剤に分散され
た磁性粒子によって形成され得る薄膜よシも薄い磁性層
を有する。

これ等の薄膜ディスクの欠点は、主として重さの要件に
従ってアルミニウムが用いられる金属基板とその上に付
着した薄膜との間の反応のために、しばしば腐食の問題
が生ずる。これ等のディスクにおいては、基板と磁性薄
膜との間並びに磁性薄膜上に−乃至数枚の保護層が与え
られる。保護層を設けることは薄膜ディスクを形成する
際に著しくコストがかかる。さらに、通常の酸化物分散
層を有する磁性ディスクのみならず磁性薄膜を有する磁
気ディスクの場合、磁性層の厚さよシもはるかに厚い基
板が使用されるが、著しい重量増加となる。

金属強磁性薄膜を使用する磁気ディスクの製造に関連す
る重要な問題は適切な基板を用いる事にある。金属強磁
性薄膜の層の厚さは、結合剤中にλ−酸酸化第−銑鉄ふ
くむ分散体で被覆された市販の磁気記録媒体の厚さよシ
もはるかに薄いので、基板については、表面の粗さや、
表面に擦傷及び開孔がないということについての要求が
きびしくなる。従って磁気ディスクの表面の最高の完全
性が望まれる。

今日迄、研削、７オーミング及びラッピングの如き機械
的処理工程によって表面を特になめらかにしたアルミニ
ウム・ディスクを基板として使用した磁気ディスクが形
成されていた。しかしながら、処理のタイプに依存して
、例えばアルミニウムのディスクのラッピング中にはラ
ッピングによる擦傷が生じ、この擦傷はその後の研削過
程でも除去することが極めて困難である。極めて薄い薄
膜の場合は基板表面の小さな凹みでも磁気記録中に欠陥
を生じ、過度なｉｆ削及びつや出しは基板の平面性をそ
こねる。これによって浮動磁気ヘッドによって記録情報
が読取られる場合に望ましくない振幅変調及び磁気ヘッ
ドとディスクとの接触が生ずる。金属薄膜に適した完全
々基板を製造する際に関連する他の問題は使用されるア
ルミニウム合金の品質である。含まれる酸化物及びアル
ミニウム・ディスクの表面における酸化物や空洞は製造
中に開孔及び凹みを生じ、磁気ディスクの使用中にさら
に欠陥を生ずる。基板表面を研削する方法（米国特許第
４３８３６２８号参照）及び被覆方法は改良し得るが、
磁気ディスクの使用中の欠陥の除去は完全な基板の表面
を与える事によってのみ達成し得る。

従来の多数の複合磁気ディスクを示す文献としては、例
えばドイツ国特許第１２９９０２９号、米国特許第３６
８１２２５号、ドイツ国特許第２６４８３０３号及び米
国特許第４３７６９６３号があげられる。

前記ドイツ国特許第１２９９０２９号は、充填材料を含
む注型樹脂よシ成るキャリア・コアと共に磁性層を圧縮
する事によって磁気ディスクを形成する事を開示してい
る。前記米国特許第３６８１２２５号は磁性層が電着に
よって複合樹脂コア上に形成される磁気ディスクを開示
している。前記ドイツ国特許第２６４８３０３号は合金
製のディスクの表面上に非磁性合金層を設けた磁気記録
素子を開示している。この場合、鏡面仕上げを受けた非
磁性合金層の表面上に磁性金属薄膜が存在する。薄膜の
表面をアモルファス無機酸化物層が覆い、酸化物層を接
着性のある潤滑層が覆っている。前記米国特許第４３７
６９６３号は重合体材料のコア上に少くとも一枚のケイ
素ディスクを設け、そのディスクの外側の表面を磁性記
録材料で被覆した複合磁気記録媒体を開示している。ケ
イ素ディスクの表面は平坦性及び平滑性に関して優れて
いるが、このディスクの欠点はその直径がケイ素ウェハ
の場合にそうである様に最大路１５ｃｍに制限されてい
る点にある。さらにケイ素は基板材料として使用される
には高度の機械的安定性に欠けている。

〔発明の概要〕

本発明の目的は表面の品質が高く、ベークになる材料の
機械的特性がすぐれていて、例えば弾性係数が大きい事
によって、極めて高速度の回転を可能とする剛性の支持
体を有する複合磁気ディスクを与える事にある。

本発明に従う磁気ディスクの支持体は重合体コア及び反
応によって結合された炭化ケイ素の１つもしくは２つの
ディスクよシＩｙシ、上述のケイ累円板を使用する支持
体に匹敵する平坦性及び光面平滑性を有する。反応結合
された炭化ケイ素の弾性係数が大きく（約３５０　Ｋ　
Ｎ／　ｍｍ２）且つ密度カ低イ（約３．２１　／　ｃｍ
３）ので、従来使用されたＡｔＭｇ３基板を含む磁気デ
ィヌクよシ略２倍の限界的回転速度が達成され得る。

実施例 実施例の説明に先立って、磁気ディスク記憶装置のアク
セス時間について考察すると、周知の如くアクセス時間
の減少はビット密度の増大もしくはディスクの回転速度
を高める事によって実現され得る。回転速度の増大によ
るアクセス時間の減少は成る程度迄は可能である。なん
となれば臨界回転数Ω　で表わされる予定の共振振動数
にょって回転数の上限が決められているからである。臨
界回転数に対してはΩ。＝ＪＹ７Σが成立つ。ここでＥ
は弾性係数Ｐは材料の密度である。

第１Ａ図及び第１Ｂ図は、本発明の磁気ディスクにおい
て用いる反応結合した炭化ケイ素ディヌクを示している
。ディスクは環状で外径が３５６（１）、内径が１．７
．８ｃｎ１、厚さが０．５ｍｍになる様に形成される。

これから述べる方法によシ、ディスクは炭化ケイ素を主
成分とする本体４及びその両面を覆うケイ素層５から成
るものとして形成される。ディスクは炭化ケイ素の粒子
の混合物、すすもしくはグラファイト、必要ならばケイ
素、結合剤及び結合剤の硬化剤並びに必要ならば有機潤
滑剤よシ成る所謂生の混合物から生成される。実際には
、最大の粒子寸法が１５０ミクロンのα炭化ケイ素７４
％重量、最大の粒子寸法が５０ミクロンのすす１６％重
量、結合剤としてのフルフリルアルコール１１％重量及
び硬化剤としてのｐ−トルエンスルホン酸２％重量を使
用する事が可能である。溶媒及び有機潤滑剤を混合する
事も可能である。この様にして製造した混合物を真空炉
中もしくは保護気体雰囲気中で１００℃以下の温度で予
め乾燥する。その後、所望の寸法及び中央の開孔を有す
る注型プレス中でディスクを形成する。

この際、例えは６ＯＮ／ｍｍ２に達する圧力を使用する
。そして炭化ケイ素ディスクを略１０００℃で予め硬化
させ、次に略２００　ｎｍの相さＲａに達する様に研摩
する。研削に続いて、ディスク表面をケイ素化する。ケ
イ素は液体ケイ素或いはＳｌもしくはＳｉＯ蒸気相とし
て外部から与える。

前記の方法、即ち液相浸透方法としては、浸漬、バッキ
ング、毛細現象含浸の各方法がある。これらの方法は、
先ずＳｉＣディスクの細孔をケイ素によって充填し、そ
の後略１乃至１０ミクロンの厚さのケイ累層を表面上に
形成する工程を含む。

浸漬方法による場合には先ずＳｉＣディスクを１５００
乃至１７００℃の温度に保持した溶融ケイ素中に浸漬す
る。ここでＳｉＣディスクの細孔がケイ素で充填される
。１４００℃以下の温度で溶融しているホウ累に富むケ
イ素溶融体を用いる第２の浸漬工程によシ薄いケイ素層
をディスク表面上に形成する。１０００℃以下の温度を
使用するのはＳｉＣディスクの細孔中のケイ素の再溶融
を防止するためである。

毛細現象含浸方法を使用する場合には、ケイ累層るつぼ
中に置き、ケイ素化すべきＳｉＣディスクをその上に置
く。基板中の１４００℃以上の温度で１融しているケイ
素は毛細管現象によって細孔中に上昇し、基板に浸透す
る。基板の表面との直接接触はない。ディスクの裏面は
熱伝導率の高いセラミック（例えば、Ｂ　ｅ　Ｏ，Ａ１
２０３）と接触している。温度勾配ΔＴによって、Ｓｉ
Ｃディスクの細孔のケイ素の充填率及び１ｏミクロンの
厚さ迄の付着率が設定される。

冷却の後、２５ｎｍの表面粗さＲａに達するまで、ディ
スクの表面を研摩する。研摩すべき表面は純粋なケイ素
表面であるの・で、ケイ素ウェハ全形成するのに使用さ
れた方法を使用しうる。米国特許第４３８３６２８号に
示された研摩法を使用する事も可能である。もし第１の
段階で略２５　ｎｍの所望の最終粗さＲａが得られない
場合には、ディスクをもう一度１４００℃以下の温度の
溶融ケイ素中に浸漬し、冷却後再び研摩する。液相浸透
法による製品が第１図に示されているが、その断面図に
おいて略０．５ｍｍの厚さのＳｉＣ本体４の両面は略１
乃至１０ミクロンの厚さのケイ素層５で覆われている。

第２図は、重合体材料よシ成る環状コア１と、その両側
にあって上述の様にケイ累層表面を有する炭化ケイ素デ
ィスク２及びろを有する磁気ディスクを示している。重
合体材料は剛性率及び引張応力が高く、伸び率の低いも
のである。ディヌク２及び３はコア１に結合されておシ
、磁気記録層は、これらのディスク２及び乙の外部表面
に与えられる様になっている。具体的に説明すると、対
量成形によって形成されたコアは炭素繊維で強化された
重合体より成る。６０００回転／分迄の高速度に伴う力
に抵抗するためにはこの材料は上述の特性を持っていな
ければならない。との目的のためにはポリエポキシド樹
脂もしくはポリ硫化フェニレンが特に適している。中央
開孔を有するコアは一様な厚さの中心部ｉｂ、この部分
に隣接する厚さが薄く々つた部分１ｃを含む。部分１ｃ
のまわシには厚い外周部１ｄが存在する。ディスク２及
び３は高速硬化エポキシド樹脂結合剤と共に４５分間略
８０℃及び５分間略１５０℃に加熱する事によって、周
知の如くコア上に結合される。

上述の如くディスク２及び５は高度の平滑性及び平面性
の表面を有する。結合剤中に分散したγ−酸化第二鉄も
しくは無電気めっきによる薄い金属層として付着させら
れる磁性層がディスク２及び６の外部表面に設けられ、
磁気記録のための実際の表面をなしている。磁性層はデ
ィスク２及び６をコア１に結合する前及び後のいずれに
おいてもディスクに付着可能である。コアを使用する目
的はディスク２やろの機械的引張応力が最大になるのを
防止する事にあシ、外周部１ｄはディスクの端の保護に
使用される。中心部１ｂは個々の構造体を互いにクラン
プするための固体表面を表わしている。もしクランプが
必要とされても力がディスク２及び３自体に加えられる
事はない。多数のディスクをスタックにしたければ、ク
ランピングを簡単にし、ディスクのすべｉ避けるために
、コア構造体の注型中にタブ及び溝もしくはキイ及びキ
イ溝が前もってはめ合いになる様にしておく事も可能で
ある。コアを形成するのに使用された強化繊維及び結合
剤の品質及び型を変える事によって、コア材料及び記録
媒体の熱膨張係数の所望の平衡並びに複合構造体の所望
の剛性率を得る事が可能である。

第２図の磁気ディスクは両面記録が可能であシ、コア１
の中央部１ｂはディスクの回転のための連光な、駆動モ
ータに連結される。記録動作においては、ディヌクと相
対的に半径方向に移動可能な磁気ヘッドが周知の如くデ
ィスク上の複数の同心円記録トランクと協働する。

第６図は中央部１ｅがディスク２及び乙の表面上に著し
く突Ｗ、ている第２の実施例を越−シている。この実施
例は磁気ディスク・・（ツタを形成するために多数の構
造体が互いに積重ねられる時に使用される。中央部１ｅ
の寸法はディスクの隣接する記録表面に関連して磁気ヘ
ッドの挿入及び移動を可能ならしめるために、積重ねら
れるディスクの対向する表面間に十分々すき間を与える
のを可能にする様に選択される。上述の如く、スタック
中の構造体をクランプする力及び構造体を互いにすらす
力を最小限にするために、中央部１ｅにキイ溝及びキイ
並びにはめ合いタブ及び溝を設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は両面にケイ素表面を有する炭化ケイ素ディス
クの斜視図、第１Ｂ図は第１Ａ図σ）Ａ−Ａ線における
炭化ケイ素ディスクの断面図、第２図及び第６図は中央
コアの両側に炭化ケイ素ディスクを有する複合磁気ディ
スクの部分的に断面を示す斜視図である。 １・・・・コア、２及び６・・・・炭化ケイ素ディスク
。 Ｉｆｆａ人　’ｆンターカンヨカル・乙々ス・マシーン
ズ・コ七ｆレーンヨン代理人　弁理士　　山　　　本　
　　仁　　　朗（外１名） 第１頁の続き ０発　明　者　ウルリツヒ・ケンゼル ドイツ連邦共和国７４０８クステル デインゲン・アウグスト・ラエ ムル・シュトラーセ８番地 （ｌ　　明　者　ロルフ・シエーフエルドイツ連邦共和
田７０３１ゲールト リンゲンーローラウ・リップル シュトラーセ２５番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭紫繊維で強化された重合体よｐ成る環状のコアと、該
   コアに反し結合された炭化ケイ素よシ成る少なく共一枚
   のディスクと、該炭化ケイ素ディスクの外部表面上に形
   成された磁気記録層とを有する複合磁気ディスク。