JPS6236011A - ガラス状カ−ボン材料、その製造方法およびそれを用いた記録媒体の摺接部品 - Google Patents
ガラス状カ−ボン材料、その製造方法およびそれを用いた記録媒体の摺接部品Info
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- JPS6236011A JPS6236011A JP60173748A JP17374885A JPS6236011A JP S6236011 A JPS6236011 A JP S6236011A JP 60173748 A JP60173748 A JP 60173748A JP 17374885 A JP17374885 A JP 17374885A JP S6236011 A JPS6236011 A JP S6236011A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガラス状カーボン材料に関する。さらに詳しく
は、線熱膨張率が極めて高いガラス状カーボン材料とそ
の製造方法およびその用途に関する。
は、線熱膨張率が極めて高いガラス状カーボン材料とそ
の製造方法およびその用途に関する。
本発明は、ガラス状カーボン材料において、その線熱膨
張係数を従来のものに比べて極めて大きくすることによ
り、 他の素材と内部歪を生じることなしに接合できるガラス
状カーボン材料を提供するものである。
張係数を従来のものに比べて極めて大きくすることによ
り、 他の素材と内部歪を生じることなしに接合できるガラス
状カーボン材料を提供するものである。
一般に、三次元網目構造で形成され不溶不融の性質をも
つ熱硬化性樹脂の硬化物を、不活性気体雰囲気中で炭素
化すると、ガス不透過性に優れ、硬度が高く、しかも等
方性組織を有するガラス状カーボン材料が得られる。こ
のようなガラス状カーボン材料は、一般の炭素材料と同
様に、軽量で、耐熱性、耐蝕性および潤滑性に優れ、電
気伝導度および熱伝導度が高く、機械的に強い等の特性
に加えて、均質でかつ摺動部に用いても炭素粉末を生じ
ない性質をもち、エレクトロニクス産業、原子力産業、
宇宙産業をはじめ、各種の分野で広範囲の利用が期待さ
れている。特に、一般の炭素材料やファインセラミック
焼結体に比べて均質でしかも精密加工が容易であること
から、極めて小さな部品でも精度よく仕上げることので
きる材料として期待されている。
つ熱硬化性樹脂の硬化物を、不活性気体雰囲気中で炭素
化すると、ガス不透過性に優れ、硬度が高く、しかも等
方性組織を有するガラス状カーボン材料が得られる。こ
のようなガラス状カーボン材料は、一般の炭素材料と同
様に、軽量で、耐熱性、耐蝕性および潤滑性に優れ、電
気伝導度および熱伝導度が高く、機械的に強い等の特性
に加えて、均質でかつ摺動部に用いても炭素粉末を生じ
ない性質をもち、エレクトロニクス産業、原子力産業、
宇宙産業をはじめ、各種の分野で広範囲の利用が期待さ
れている。特に、一般の炭素材料やファインセラミック
焼結体に比べて均質でしかも精密加工が容易であること
から、極めて小さな部品でも精度よく仕上げることので
きる材料として期待されている。
また、エレクトロニクス関係部品は、高密度化の要求に
より、さらに小さく精密に加工することが要求されてい
る。このような部品の例として磁気記録用のヘッド材料
を例に説明する。
より、さらに小さく精密に加工することが要求されてい
る。このような部品の例として磁気記録用のヘッド材料
を例に説明する。
磁気ヘッドを製造するには、例えばフロッピーディスク
用ヘッド等では、ソフトフェライト等の磁性材料のコア
材と非磁性材料の構造部品とにそれぞれ精密加工を施し
１．これらを組み立てる。このような非磁性材料の構造
部品は、潤滑性および耐摩耗性に加えて、研磨により鏡
面が得られることが要求される。また、ハードディスク
用のコンポジット型磁気ヘッドや薄膜型Ｃホ気ヘッドに
用いられるスライダ材では、上記の潤滑性、耐摩耗性お
よび研磨面の平滑性に加え、軽量であることも重要な性
質である。これらの構造部品やスライダ材を総称して磁
気ヘッド用基体という。
用ヘッド等では、ソフトフェライト等の磁性材料のコア
材と非磁性材料の構造部品とにそれぞれ精密加工を施し
１．これらを組み立てる。このような非磁性材料の構造
部品は、潤滑性および耐摩耗性に加えて、研磨により鏡
面が得られることが要求される。また、ハードディスク
用のコンポジット型磁気ヘッドや薄膜型Ｃホ気ヘッドに
用いられるスライダ材では、上記の潤滑性、耐摩耗性お
よび研磨面の平滑性に加え、軽量であることも重要な性
質である。これらの構造部品やスライダ材を総称して磁
気ヘッド用基体という。
従来は、磁気ヘッド用基体として、チタン酸カルシウム
ＣａＴｉ０．、系、チタン酸バリウムＢａＴｉ０ｚ系も
しくは酸化アへシミニウム八１２０３−チタンカーバイ
ドＴｉＣ系の磁器が用いられていた。しかし、これらの
磁器は非常に加工性が悪く、欠けやクラックが発生しや
すい欠点があった。すなわち、磁気ヘッド用基体に用い
られる材料は、磁気へ、ドを構成するために極めて精密
な加工を施す必要があり、研磨抵抗が小さく加工性に優
れていることが要求され、また、磁気ヘッドに組立てた
ときの記録媒体に対する耐摩耗性を向上させるとともに
研磨抵抗を下げ、さらに結晶組織を緻密にする必要があ
る。さらに、記録媒体に対する摩擦係数を低下させるこ
とができればさらに優れている。
ＣａＴｉ０．、系、チタン酸バリウムＢａＴｉ０ｚ系も
しくは酸化アへシミニウム八１２０３−チタンカーバイ
ドＴｉＣ系の磁器が用いられていた。しかし、これらの
磁器は非常に加工性が悪く、欠けやクラックが発生しや
すい欠点があった。すなわち、磁気ヘッド用基体に用い
られる材料は、磁気へ、ドを構成するために極めて精密
な加工を施す必要があり、研磨抵抗が小さく加工性に優
れていることが要求され、また、磁気ヘッドに組立てた
ときの記録媒体に対する耐摩耗性を向上させるとともに
研磨抵抗を下げ、さらに結晶組織を緻密にする必要があ
る。さらに、記録媒体に対する摩擦係数を低下させるこ
とができればさらに優れている。
ガラス状カーボンは、これらの要求をすべて満足できる
優れた材料であり、これを磁気ヘッド用基体に利用する
ことが検討されている。このような例として、特願昭５
７−１９４０１３（特開昭５９−８４３２５）の「垂直
磁気記録方式の磁気ヘッド」および特願昭５８−１９２
９３１ （特開昭５９−１４４０１９）の「磁気ヘッド
用基板」に、その潤滑性を利用して磁気ヘッドのスライ
ダ材として優れた特性が得られることが開示されている
。
優れた材料であり、これを磁気ヘッド用基体に利用する
ことが検討されている。このような例として、特願昭５
７−１９４０１３（特開昭５９−８４３２５）の「垂直
磁気記録方式の磁気ヘッド」および特願昭５８−１９２
９３１ （特開昭５９−１４４０１９）の「磁気ヘッド
用基板」に、その潤滑性を利用して磁気ヘッドのスライ
ダ材として優れた特性が得られることが開示されている
。
一般に、支持、構造部品あるいはスライダ材と磁気ヘッ
ドのコア材料との接着には、有機エポキシ接着剤が用い
られる。しかし、有機エポキシ材料は空気中の湿気によ
り膨張し、接着剤の変形を生じ、磁気ヘッドとしての寸
法精度が劣化する。
ドのコア材料との接着には、有機エポキシ接着剤が用い
られる。しかし、有機エポキシ材料は空気中の湿気によ
り膨張し、接着剤の変形を生じ、磁気ヘッドとしての寸
法精度が劣化する。
このような寸法精度の劣化により、高密度記録用の磁気
ヘッドに必要な精度を維持することが困難になり、さら
に動的な信頼性も低下する欠点がある。
ヘッドに必要な精度を維持することが困難になり、さら
に動的な信頼性も低下する欠点がある。
この欠点を解決するため、無機低融点ガラスによる接着
が考えられている。この接着には３００℃ないし６００
℃程度の温度が必要となる。
が考えられている。この接着には３００℃ないし６００
℃程度の温度が必要となる。
しかし、この方法によりガラス状カーボン材料と磁気ヘ
ッドのコア材料とを接着しても、良好な接着状態を得る
ことはできなかった。この原因を調べた結果、コア材料
とガラス状カーボン材料との線熱膨張係数に差があり、
これが接着不良の原因であることが判明した。すなわち
、ガラス状カーボン材料の線熱膨張係数がコア材料の係
数に比べて極端に小さいためであることが明らかになっ
た。特に、飽和磁束密度Ｂｓの値が５０００ Ｇ以上の
Ｍ ｎ −Ｚ ｎフェライトは、その線熱膨張係数が１
０７〜１１０ ×１０−’／”ｃであり、このフェライ
トで作成したコアと従来のガラス状カーボンをガラス溶
着しても、歪が生じるために磁気特性が変化し、しかも
ひびや剥離が生じて磁気ヘッドの組立ての障害となる欠
点があった。
ッドのコア材料とを接着しても、良好な接着状態を得る
ことはできなかった。この原因を調べた結果、コア材料
とガラス状カーボン材料との線熱膨張係数に差があり、
これが接着不良の原因であることが判明した。すなわち
、ガラス状カーボン材料の線熱膨張係数がコア材料の係
数に比べて極端に小さいためであることが明らかになっ
た。特に、飽和磁束密度Ｂｓの値が５０００ Ｇ以上の
Ｍ ｎ −Ｚ ｎフェライトは、その線熱膨張係数が１
０７〜１１０ ×１０−’／”ｃであり、このフェライ
トで作成したコアと従来のガラス状カーボンをガラス溶
着しても、歪が生じるために磁気特性が変化し、しかも
ひびや剥離が生じて磁気ヘッドの組立ての障害となる欠
点があった。
本発明は、熱膨張率の極めて大きいガラス状カーボン材
料を提供することを目的とし、さらにこれを用いた記録
媒体の摺接部品を提供することを目的とする。
料を提供することを目的とし、さらにこれを用いた記録
媒体の摺接部品を提供することを目的とする。
本発明の第一の発明はガラス状カーボン材料であり、従
来のガラス状カーボン材料に比べて極めてその線熱膨張
率が極めて大きい値であることを特徴とする。すなわち
本発明のガラス状カーボン材料は、２５℃ないし４００
℃における平均線熱膨張係数が６０Ｘ１０−’／’Ｃな
いし１１０ ×１０−’／℃である。
来のガラス状カーボン材料に比べて極めてその線熱膨張
率が極めて大きい値であることを特徴とする。すなわち
本発明のガラス状カーボン材料は、２５℃ないし４００
℃における平均線熱膨張係数が６０Ｘ１０−’／’Ｃな
いし１１０ ×１０−’／℃である。
本発明のガラス状カーボン材料は、難黒鉛化性炭素であ
り、等方性組織を有し、破断面はガラス状でガス不透過
性を有する。これらの性質は、Ｘ線回折やラマン分光等
の公知の方法で確認することができる。
り、等方性組織を有し、破断面はガラス状でガス不透過
性を有する。これらの性質は、Ｘ線回折やラマン分光等
の公知の方法で確認することができる。
ガラス状カーボン材料の線熱膨張係数は、所定の大きさ
の試料を熱機械分析装置（ＴＭＡ）やレーザ光を利用し
た線熱膨張測定装置等により測定して求めることができ
る。
の試料を熱機械分析装置（ＴＭＡ）やレーザ光を利用し
た線熱膨張測定装置等により測定して求めることができ
る。
本発明の第二の発明は、上記のガラス状カーボン材料の
製造方法であり、熱硬化性樹脂化合物を３００℃ないし
７５０℃で熱処理し、この後に不活性雰囲気中で１００
０気圧以上の圧力を加えて８００℃以上の温度で熱処理
することを特徴とする。このとき、 （１１焼成時に微小なボイドが生じないように原料の熱
硬化性樹脂中の不均質成分を除去すること、（２）焼成
時にボイドが発生しないように、焼成中のある期間は加
圧条件下で行うこと、 （３）ガラス状カーボンのミクロ構造に歪をもたせるた
めにある期間は加圧条件下で熱分解を行わせること に注意することが必要である。焼成は、不活性雰囲気中
で８００℃以上の温度、望ましくは１０００℃以上の温
度で行う。
製造方法であり、熱硬化性樹脂化合物を３００℃ないし
７５０℃で熱処理し、この後に不活性雰囲気中で１００
０気圧以上の圧力を加えて８００℃以上の温度で熱処理
することを特徴とする。このとき、 （１１焼成時に微小なボイドが生じないように原料の熱
硬化性樹脂中の不均質成分を除去すること、（２）焼成
時にボイドが発生しないように、焼成中のある期間は加
圧条件下で行うこと、 （３）ガラス状カーボンのミクロ構造に歪をもたせるた
めにある期間は加圧条件下で熱分解を行わせること に注意することが必要である。焼成は、不活性雰囲気中
で８００℃以上の温度、望ましくは１０００℃以上の温
度で行う。
ここで「熱硬化性樹脂」とは、加熱のみ、触媒の存在化
での加熱、または触媒の添加により架橋が進み、熱的に
溶融しない硬化物となる有機化合物をいう。また、「不
活性雰囲気」とは、酸素を含まず、通常はヘリウム、ア
ルゴン、窒素、水素からなる群より選ばれた少なくとも
一種の気体からなる雰囲気あるいは減圧または真空下の
雰囲気をいう。また、「不均質成分」とは、熱硬化性樹
脂を構成する主成分以外に、通常は不純物質として存在
する触媒、無機塩類、不均質に存在するモノマの類、揮
発物等を意味し、焼成時にカーボン材料内部に不均質部
分を生じさせるものをいう。
での加熱、または触媒の添加により架橋が進み、熱的に
溶融しない硬化物となる有機化合物をいう。また、「不
活性雰囲気」とは、酸素を含まず、通常はヘリウム、ア
ルゴン、窒素、水素からなる群より選ばれた少なくとも
一種の気体からなる雰囲気あるいは減圧または真空下の
雰囲気をいう。また、「不均質成分」とは、熱硬化性樹
脂を構成する主成分以外に、通常は不純物質として存在
する触媒、無機塩類、不均質に存在するモノマの類、揮
発物等を意味し、焼成時にカーボン材料内部に不均質部
分を生じさせるものをいう。
さらに、ここで用いる「加圧」とは、密閉された容器内
に外部から油圧等の機械的力を加え、処理中の材料に直
接または間接に圧力を加えることを意味し、密閉された
容器内の気体の圧力で等友釣圧力を加えることを含む。
に外部から油圧等の機械的力を加え、処理中の材料に直
接または間接に圧力を加えることを意味し、密閉された
容器内の気体の圧力で等友釣圧力を加えることを含む。
加圧する圧力の大きさと、加圧する期間、すなわち加圧
を開始するときの熱硬化性樹脂の焼成温度および加圧中
の最終的な温度とのそれぞれの条件の選択により、線熱
膨張係数が極めて大きいガラス状カーボン材料を得るこ
とができる。
を開始するときの熱硬化性樹脂の焼成温度および加圧中
の最終的な温度とのそれぞれの条件の選択により、線熱
膨張係数が極めて大きいガラス状カーボン材料を得るこ
とができる。
加圧を行うには、特にＨＩＰ処理（熱間静水圧加圧法）
が好ましい。ＨＩＰ処理は、被処理体に高温下で不活性
気体の圧力を作用させる処理方法であり、高い等方圧力
と高温との相乗効果により炭素化を生じさせる方法であ
る。線熱膨張係数を増大させる温度条件、すなわち前述
した範囲の線熱膨張係数を得るための熱硬化性樹脂の焼
成温度は、３００℃以上、望ましくは５００℃以上、よ
り望ましくは６００℃以上であり、最も高い温度で７５
０℃である。
が好ましい。ＨＩＰ処理は、被処理体に高温下で不活性
気体の圧力を作用させる処理方法であり、高い等方圧力
と高温との相乗効果により炭素化を生じさせる方法であ
る。線熱膨張係数を増大させる温度条件、すなわち前述
した範囲の線熱膨張係数を得るための熱硬化性樹脂の焼
成温度は、３００℃以上、望ましくは５００℃以上、よ
り望ましくは６００℃以上であり、最も高い温度で７５
０℃である。
さらに、加圧焼成中に１０００気圧以上、望ましくは１
５００気圧以上の高圧力下で８００℃以上、望ましくは
９００℃以上、さらに望ましくは１０００℃以上の温度
で炭化焼成することにより所望のガラス状カーボン材料
を得ることができる。
５００気圧以上の高圧力下で８００℃以上、望ましくは
９００℃以上、さらに望ましくは１０００℃以上の温度
で炭化焼成することにより所望のガラス状カーボン材料
を得ることができる。
本発明において用いられる熱硬化性樹脂としては、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミ。
ノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミ。
ン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等を挙げること
ができ、これらの樹脂をそのまま、あるいはブレンドま
たは変性させて用いる。
ができ、これらの樹脂をそのまま、あるいはブレンドま
たは変性させて用いる。
熱硬化性樹脂に変性させることができるものとしては、
上述のフェノール樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、
あるいはアスファルト、ピッチ等をはじめとする天然に
産する高い炭素収率を有するものの他に、リグニン、セ
ルロース、トラガカントガム、アラビアゴム、フミン酸
、各種糖類などの比較的高い炭素収率を有する親水性物
質等がある。
上述のフェノール樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、
あるいはアスファルト、ピッチ等をはじめとする天然に
産する高い炭素収率を有するものの他に、リグニン、セ
ルロース、トラガカントガム、アラビアゴム、フミン酸
、各種糖類などの比較的高い炭素収率を有する親水性物
質等がある。
また、ガラス状カーボン材料を製造するにあたって、製
造工程中にフィラー（骨材）を混入することもできる。
造工程中にフィラー（骨材）を混入することもできる。
フィラーとしては、上記熱硬化性樹脂を含む各種カーボ
ン材料、例えばポリアクリロニトリル系カーボン材料、
セルロース系カーボン材料、リグニン系カーボン材料、
フェノール系カーボン材料、フラン系カーボン材料、エ
ポキシ樹脂系カーボン材料、アルキッド樹脂系カーボン
材料、不飽和ポリエステル系カーボン材料、キシレン樹
脂系カーボン材料の他に、各種黒鉛、カーボンブランク
等を用いることができ、繊維状、粒子状、粉末状、塊状
等のあらゆる形態のカーボン材料を使用することができ
る。ただし、フィラーを混入する場合には、前述のよう
に、熱分解により不均質部分が生しないように注意する
必要がある。
ン材料、例えばポリアクリロニトリル系カーボン材料、
セルロース系カーボン材料、リグニン系カーボン材料、
フェノール系カーボン材料、フラン系カーボン材料、エ
ポキシ樹脂系カーボン材料、アルキッド樹脂系カーボン
材料、不飽和ポリエステル系カーボン材料、キシレン樹
脂系カーボン材料の他に、各種黒鉛、カーボンブランク
等を用いることができ、繊維状、粒子状、粉末状、塊状
等のあらゆる形態のカーボン材料を使用することができ
る。ただし、フィラーを混入する場合には、前述のよう
に、熱分解により不均質部分が生しないように注意する
必要がある。
本発明において用いられる熱硬化性樹脂は、硬化前に目
的とする成形品の用途に応じて、各種の成形法により所
定の形状の型に入れ、この後に不活性雰囲気中で、予め
常圧で熱処理を施してから高温高圧処理することにより
、所望のガラス状カーボン材料を形成することができる
。
的とする成形品の用途に応じて、各種の成形法により所
定の形状の型に入れ、この後に不活性雰囲気中で、予め
常圧で熱処理を施してから高温高圧処理することにより
、所望のガラス状カーボン材料を形成することができる
。
本発明のガラス状カーボン材料は、その線熱膨張係数を
１１０ ×１０−７／”Ｃまで任意に調整できる。
１１０ ×１０−７／”Ｃまで任意に調整できる。
磁気ヘッドのコア材料は、高密度記録化にともなって大
きい線熱膨張係数のものが用いられる傾向があるので、
このようなコア材料に接着するガラス状カーボン材料と
しては、その熱膨張率が６０Ｘ１０−７／℃以上のもの
が要求され、７０×１０−’／”ｃ以上のものが望まし
い。
きい線熱膨張係数のものが用いられる傾向があるので、
このようなコア材料に接着するガラス状カーボン材料と
しては、その熱膨張率が６０Ｘ１０−７／℃以上のもの
が要求され、７０×１０−’／”ｃ以上のものが望まし
い。
本発明の第三の発明は、記録媒体と接し、この記録媒体
と相対的に摺動する記録媒体の摺接部品であり、２５℃
ないし４００℃における平均線熱膨張係数が６０ Ｘ
１０−’／ ”Ｃないし１１０ ×１０−？／’ｃであ
るガラス状カーボン材料で形成されたことを特徴とする
。摺接部品の具体的な例としては、磁気ヘッドの構造部
品やスライダ等がある。
と相対的に摺動する記録媒体の摺接部品であり、２５℃
ないし４００℃における平均線熱膨張係数が６０ Ｘ
１０−’／ ”Ｃないし１１０ ×１０−？／’ｃであ
るガラス状カーボン材料で形成されたことを特徴とする
。摺接部品の具体的な例としては、磁気ヘッドの構造部
品やスライダ等がある。
本発明のガラス状カーボン材料は、極めて平滑な鏡面研
磨を行うことができる。研磨面上に１着またはスパッタ
リングにより被膜を施した場合には、従来のガラス状カ
ーボン材料では後の熱処理によりその被膜が剥がれやす
くなってしまうが、本発明のガラス状カーボン材料では
被膜が剥がれることがない。
磨を行うことができる。研磨面上に１着またはスパッタ
リングにより被膜を施した場合には、従来のガラス状カ
ーボン材料では後の熱処理によりその被膜が剥がれやす
くなってしまうが、本発明のガラス状カーボン材料では
被膜が剥がれることがない。
また、熱膨張係数が高い素材と接合するとき、特にガラ
ス融着により接合するときには、両者間の熱膨張係数が
等しければ、接合による歪を生じることがなく、機械的
にも優れた接合状態を得ることができる。
ス融着により接合するときには、両者間の熱膨張係数が
等しければ、接合による歪を生じることがなく、機械的
にも優れた接合状態を得ることができる。
このように、本発明のガラス状カーボン材料は従来のガ
ラス状カーボン材料にない優れた性質を有している。
ラス状カーボン材料にない優れた性質を有している。
本発明のガラス状カーボン材料は、その線熱膨張係数が
大きく、最大値で１１０ ×１０−’／’Ｃの値である
ことを一つの特徴としているが、従来のガラス状カーボ
ン材料ではこの係数は高々５０Ｘ１０−’／℃であった
。ガラス状カーボン材料の特徴をもたない黒鉛材料や一
般の炭素材料では、その線熱膨張係数がこの値を越える
ものも知られているが、均質性や微細加工の点で問題が
ある。
大きく、最大値で１１０ ×１０−’／’Ｃの値である
ことを一つの特徴としているが、従来のガラス状カーボ
ン材料ではこの係数は高々５０Ｘ１０−’／℃であった
。ガラス状カーボン材料の特徴をもたない黒鉛材料や一
般の炭素材料では、その線熱膨張係数がこの値を越える
ものも知られているが、均質性や微細加工の点で問題が
ある。
本発明のガラス状カーボン材料の線熱膨張係数は、調製
の方法により任意の線熱膨張係数をもたせることができ
、接合する相手の材料の線熱膨張係数に合わせることが
本発明の本来的な意味である。
の方法により任意の線熱膨張係数をもたせることができ
、接合する相手の材料の線熱膨張係数に合わせることが
本発明の本来的な意味である。
本発明のガラス状カーボン材料は、多くの他の材料、特
に線熱膨張係数が６０ Ｘ １０− ’ないし１１０
Ｘ１０−’／’Ｃの範囲またはこれに近い材料に、内部
歪を生じさせることなしに接合できる。一般に、線熱膨
張係数の差が小さい材料どうしを接合する場合には、信
頼性の高い接合が可能である。本発明のガラス状カーボ
ン材料の線熱膨張係数は、金属、合金、フェライト等の
金属化合物やその他多くの材料の線熱膨張係数と、完全
にまたはほぼ一致させることができる。したがって、信
顛性の高いガラスボンディングが可能であり、また平滑
面上に歪なしに機能性薄膜を形成できる。このため、ガ
ラス状カーボン材料の性質と金属や他の機能材料の性質
とを複合して備えたエレクトロニクス部品の開発が可能
となり、多機能の部品の開発が可能となる優れた効果が
ある。
に線熱膨張係数が６０ Ｘ １０− ’ないし１１０
Ｘ１０−’／’Ｃの範囲またはこれに近い材料に、内部
歪を生じさせることなしに接合できる。一般に、線熱膨
張係数の差が小さい材料どうしを接合する場合には、信
頼性の高い接合が可能である。本発明のガラス状カーボ
ン材料の線熱膨張係数は、金属、合金、フェライト等の
金属化合物やその他多くの材料の線熱膨張係数と、完全
にまたはほぼ一致させることができる。したがって、信
顛性の高いガラスボンディングが可能であり、また平滑
面上に歪なしに機能性薄膜を形成できる。このため、ガ
ラス状カーボン材料の性質と金属や他の機能材料の性質
とを複合して備えたエレクトロニクス部品の開発が可能
となり、多機能の部品の開発が可能となる優れた効果が
ある。
また、本発明のガラス状カーボン材料は、研磨により鏡
面を得ることができるので、その線熱膨張係数を適当な
値にして、蒸着またはスパッタリングによりその表面に
良好な薄膜を形成することができる。したがって、例え
ばプロッピーディスク用またはＶＴＲ用の磁気ヘッド基
体、磁気ヘントスライダ、摺接部分の非磁性保護部材、
磁気ディスク用磁気ヘッドの薄膜支持体等の極薄膜基体
に利用できる。さらに、一般の精密電子部品に用いられ
る耐摩耗性の摺接部品や、高集積化および高密度化に伴
う電子材料にも利用できる。
面を得ることができるので、その線熱膨張係数を適当な
値にして、蒸着またはスパッタリングによりその表面に
良好な薄膜を形成することができる。したがって、例え
ばプロッピーディスク用またはＶＴＲ用の磁気ヘッド基
体、磁気ヘントスライダ、摺接部分の非磁性保護部材、
磁気ディスク用磁気ヘッドの薄膜支持体等の極薄膜基体
に利用できる。さらに、一般の精密電子部品に用いられ
る耐摩耗性の摺接部品や、高集積化および高密度化に伴
う電子材料にも利用できる。
以下本発明の実施例によりさらに詳細に説明するが、以
下に示す例はあくまで一例であり、これにより本発明の
技術範囲を限定するものではない。
下に示す例はあくまで一例であり、これにより本発明の
技術範囲を限定するものではない。
また、実施例中で「部」とあるのは、すべて「重量部」
を意味する。
を意味する。
（実施例１）
■、ガラス状カーボン材料の作成
フルフリルアルコール（花王りエーカー製）１００部に
０．０ＩＩＮ −ＨＣＪ水溶液を５部添加し、９５℃で
６時間反応させたのち減圧脱水した。得られたフルフリ
ルアルコール初期縮合物樹脂１００部に、７０％パラト
ルエンスルホン酸水溶液１．５部を添加して十分に攪拌
した後に、厚さ３龍の短冊状の型に注入して減圧脱泡し
た。次に、５０〜６０℃で３時間、さらに９０℃で５時
間加熱した。これにより得られた短冊状の硬化樹脂を管
状炉に入れ、窒素気流中にて１０℃／ｈｒの昇温速度で
６００℃まで昇温し、この温度で２時間保持した後に冷
却してガラス状カーボン前駆体を得た。
０．０ＩＩＮ −ＨＣＪ水溶液を５部添加し、９５℃で
６時間反応させたのち減圧脱水した。得られたフルフリ
ルアルコール初期縮合物樹脂１００部に、７０％パラト
ルエンスルホン酸水溶液１．５部を添加して十分に攪拌
した後に、厚さ３龍の短冊状の型に注入して減圧脱泡し
た。次に、５０〜６０℃で３時間、さらに９０℃で５時
間加熱した。これにより得られた短冊状の硬化樹脂を管
状炉に入れ、窒素気流中にて１０℃／ｈｒの昇温速度で
６００℃まで昇温し、この温度で２時間保持した後に冷
却してガラス状カーボン前駆体を得た。
次にこのガラス状カーボン前駆体を熱間静水圧プレス装
置（通称ｒＨＩ Ｐ装置」）の試料室に挿入し、加圧し
て１２００℃、１５００気圧にて２時間処理した。これ
により、みかけ比重１６５１、線熱膨張係数６０×１０
−？／’Ｃのガラス状カーボン材料を得た。
置（通称ｒＨＩ Ｐ装置」）の試料室に挿入し、加圧し
て１２００℃、１５００気圧にて２時間処理した。これ
により、みかけ比重１６５１、線熱膨張係数６０×１０
−？／’Ｃのガラス状カーボン材料を得た。
■、ココア持体の作成
以上の工程により得られたガラス状カーボン材料を粒径
０．５〜１．０μｍの酸化アルミナで研磨し、最終的に
厚さ０．１ｆｌの薄板状に加工した０表面粗さＲａは０
．０５−であった。この薄板状のガラス状カーボン材料
を、磁気ヘッドの構造部品であるコア支持体として用い
る。
０．５〜１．０μｍの酸化アルミナで研磨し、最終的に
厚さ０．１ｆｌの薄板状に加工した０表面粗さＲａは０
．０５−であった。この薄板状のガラス状カーボン材料
を、磁気ヘッドの構造部品であるコア支持体として用い
る。
■、磁気ヘッドのコアの作成
コバルトＣＯ％鉄Ｆ １３ ％マンガンＭ ｎ ％ケイ
素Ｓｉおよびホウ素Ｂの合金で、構成組成比が重量比で
７１．５： ２．５： ３．ｏ： ８．Ｑ：１５
．０のものを、片ロール法により薄板状にした。ＸｖＡ
回折装置によりこの合金の回折パターンを調べたところ
、回折パターンは結晶に特有の鋭いピークを含まず、こ
の合金が非晶質合金であることが確認された。
素Ｓｉおよびホウ素Ｂの合金で、構成組成比が重量比で
７１．５： ２．５： ３．ｏ： ８．Ｑ：１５
．０のものを、片ロール法により薄板状にした。ＸｖＡ
回折装置によりこの合金の回折パターンを調べたところ
、回折パターンは結晶に特有の鋭いピークを含まず、こ
の合金が非晶質合金であることが確認された。
次に、この非晶質合金の薄板を、粒径１〜３Ｉ！ｍの酸
化アルミナで研磨し、さらに、４０ｎ＋ｊ！の水に６０
ｇのＦｅＣ１５，６ＨｚＯと、４０ｒａｌのＣ，Ｈ５Ｏ
Ｈと、２■のＣｕＣｊ！ ｚとを溶解させたエツチング
液で腐蝕させ、研磨布により研磨して最終的に厚さ３０
−の膜状にした。この膜状の非晶質合金を磁気ヘッドの
コアとして用いる。
化アルミナで研磨し、さらに、４０ｎ＋ｊ！の水に６０
ｇのＦｅＣ１５，６ＨｚＯと、４０ｒａｌのＣ，Ｈ５Ｏ
Ｈと、２■のＣｕＣｊ！ ｚとを溶解させたエツチング
液で腐蝕させ、研磨布により研磨して最終的に厚さ３０
−の膜状にした。この膜状の非晶質合金を磁気ヘッドの
コアとして用いる。
ＩＶ、 Ｔ！１気ヘッドの作成
■の工程で作成した薄板状のガラス状カーボン材料およ
び■の工程で作製した膜状の非晶質合金を所定の形状お
よび寸法に切り出し、これらをエポキシ系接着剤（チバ
ガイキー社製、商品名アラルダイト、接着温度１２０℃
）で貼り合わせ、直径４０−の絶縁被覆が施された銅線
を１５タ一ン巻線して、第１図ないし第３図に示す磁気
ヘッドを作製した。第１図ないし第３図はそれぞれ斜視
図、正面図および平面図である。コア支持体２はガラス
状カーボン材料により形成され、コア３は非晶質合金に
より形成され、これらにコイル４が巻かれた構造である
。
び■の工程で作製した膜状の非晶質合金を所定の形状お
よび寸法に切り出し、これらをエポキシ系接着剤（チバ
ガイキー社製、商品名アラルダイト、接着温度１２０℃
）で貼り合わせ、直径４０−の絶縁被覆が施された銅線
を１５タ一ン巻線して、第１図ないし第３図に示す磁気
ヘッドを作製した。第１図ないし第３図はそれぞれ斜視
図、正面図および平面図である。コア支持体２はガラス
状カーボン材料により形成され、コア３は非晶質合金に
より形成され、これらにコイル４が巻かれた構造である
。
本実施例では、薄板状の非晶質合金を用いてコア３を作
成したが、ガラス状カーボン材料の基板状にスパッタリ
ングにより非晶質合金膜を積層させ、これを接着して巻
線を施して磁気ヘッドを作成することもできる。
成したが、ガラス状カーボン材料の基板状にスパッタリ
ングにより非晶質合金膜を積層させ、これを接着して巻
線を施して磁気ヘッドを作成することもできる。
（実施例２）
実施例１と同様にしてガラス状カーボン前駆体を作成し
、このガラス状カーボン前駆体をＨＩＰ装置の試料室に
挿入し、加圧して１１００℃、２０００気圧にて２時間
処理した。これにより、みかけ比重１．５４、線熱膨張
係数９０Ｘ１０−’／’Ｃのガラス状カーボン材料を得
た。このガラス状カーボン材料を用いて、実施例１と同
様の磁気ヘッドを作成した。
、このガラス状カーボン前駆体をＨＩＰ装置の試料室に
挿入し、加圧して１１００℃、２０００気圧にて２時間
処理した。これにより、みかけ比重１．５４、線熱膨張
係数９０Ｘ１０−’／’Ｃのガラス状カーボン材料を得
た。このガラス状カーボン材料を用いて、実施例１と同
様の磁気ヘッドを作成した。
このときのガラス状カーボン材料の研磨面の表面粗さＲ
ａは０．０５−であり、接着には低融点ガラス（接着温
度３００℃）を用いた。
ａは０．０５−であり、接着には低融点ガラス（接着温
度３００℃）を用いた。
（実施例３）
実施例２とおなしガラス状カーボン材料を用いて、Ｎｉ
−Ｚｎフェライトをコアとする実施例１と同様の磁気ヘ
ッドを作成した。接着には実施例２と同じ低融点ガラス
を用いた。
−Ｚｎフェライトをコアとする実施例１と同様の磁気ヘ
ッドを作成した。接着には実施例２と同じ低融点ガラス
を用いた。
（比較例１）
接着剤としてシリアノアクリレート系接着剤を用いて、
実施例２と同様の磁気ヘッドを作成した。
実施例２と同様の磁気ヘッドを作成した。
（比較例２）
接着剤として実施例２と同じ低融点ガラスを用いて、実
施例１と同様の磁気ヘッドを作成した。
施例１と同様の磁気ヘッドを作成した。
（比較例３）
コアとしてＮ １−Ｚｎフェライトを用いて、比較例１
と同様の磁気ヘッドを作成した。
と同様の磁気ヘッドを作成した。
（比較例４）
実施例１の工程中で得られた短冊状の熱硬化樹脂を、Ｈ
ＩＰ装置で処理せずに、１１００℃まで昇温しで処理し
た。これにより、みかけ比重１．４９、線熱膨張係数４
０×１０−’、／”ｃのガラス状カーボン材料。
ＩＰ装置で処理せずに、１１００℃まで昇温しで処理し
た。これにより、みかけ比重１．４９、線熱膨張係数４
０×１０−’、／”ｃのガラス状カーボン材料。
を得た。このガラス状カーボン材料を用い、接着剤とし
て実施例２で用いた低融点ガラスを用いて、実施例１と
同等の磁気ヘッドを作成した。
て実施例２で用いた低融点ガラスを用いて、実施例１と
同等の磁気ヘッドを作成した。
（比較例５）
コアとしてＮｉ−Ｚｎフェライトを用いて比較例４と同
様の磁気ヘッドを作成した。しかし、コアとコア支持体
とが剥離して磁気ヘッドとして使用できなかった。
様の磁気ヘッドを作成した。しかし、コアとコア支持体
とが剥離して磁気ヘッドとして使用できなかった。
（試験例）
ガラス状カーボン材料のコア支持体を接着することによ
り磁気ヘッドのコアの磁気特性がどの程度劣化したかを
測定するため、実施例１〜３および比較例１〜４で作成
した磁気ヘッドのコイル４のインダクタンスＬを測定し
た。比較例１および比較例３については、室温で接着し
たためにコアの劣化が無いと考えられ、コアの本来の特
性を知るための参考とした。その結果を、１ ｋＨｚの
インダクタンスＬｌｋに対する比Ｌ ／ Ｌ Ｉｋとし
て表に示す。
り磁気ヘッドのコアの磁気特性がどの程度劣化したかを
測定するため、実施例１〜３および比較例１〜４で作成
した磁気ヘッドのコイル４のインダクタンスＬを測定し
た。比較例１および比較例３については、室温で接着し
たためにコアの劣化が無いと考えられ、コアの本来の特
性を知るための参考とした。その結果を、１ ｋＨｚの
インダクタンスＬｌｋに対する比Ｌ ／ Ｌ Ｉｋとし
て表に示す。
（以下本頁余白）
この表から明らかなように、本発明のガラス状カーボン
材料をコア支持体として用いた場合には、コアの特性を
劣化させることがない。
材料をコア支持体として用いた場合には、コアの特性を
劣化させることがない。
（実施例４）
フルスリルアルコール５００部と９２％バラホルムアル
デヒド４８０部とを８０℃で攪拌して溶解させ、さらに
攪拌下でフェノール５２０部、水酸化ナトリウム８．８
部および水４５部の混合液を滴下した。滴下終了後は８
０℃で３時間反応させた。その後さらに、フェノール８
０部、水酸化ナトリウム８．８部および水４５部の混合
液を添加し、８０℃で４．５時間反応させた。これを３
０℃まで冷却した後、０．０ＩＮの塩酸水溶液で中和し
た。次に、減圧下で中和物を脱水し、１５０部の水を除
去した後に５００部のフルフリルアルコールを添加した
。これにより得られた樹脂１００部に７０％バラトルエ
ン酸水溶液２．４部を添加し、十分に撹拌した後に厚さ
３ｍｎ＋の短冊状の僧に注入し、減圧脱泡した。次に、
これを５０〜６０℃で３時間、さらに９０℃で５日間加
熱した。これにより得られた短冊状の硬化樹脂を管状炉
に入れ、アルゴンガス気流中で１０℃／ｈｒの昇温速度
で７００℃まで昇温し、この温度で２時間保持した後に
冷却してガラス状カーボン前駆体を得た。
デヒド４８０部とを８０℃で攪拌して溶解させ、さらに
攪拌下でフェノール５２０部、水酸化ナトリウム８．８
部および水４５部の混合液を滴下した。滴下終了後は８
０℃で３時間反応させた。その後さらに、フェノール８
０部、水酸化ナトリウム８．８部および水４５部の混合
液を添加し、８０℃で４．５時間反応させた。これを３
０℃まで冷却した後、０．０ＩＮの塩酸水溶液で中和し
た。次に、減圧下で中和物を脱水し、１５０部の水を除
去した後に５００部のフルフリルアルコールを添加した
。これにより得られた樹脂１００部に７０％バラトルエ
ン酸水溶液２．４部を添加し、十分に撹拌した後に厚さ
３ｍｎ＋の短冊状の僧に注入し、減圧脱泡した。次に、
これを５０〜６０℃で３時間、さらに９０℃で５日間加
熱した。これにより得られた短冊状の硬化樹脂を管状炉
に入れ、アルゴンガス気流中で１０℃／ｈｒの昇温速度
で７００℃まで昇温し、この温度で２時間保持した後に
冷却してガラス状カーボン前駆体を得た。
次に、このガラス状カーボン前駆体をＨＩＰ装置により
１２００℃、２０００気圧で処理した。これにより線熱
膨張係数が１０２ ×１０−’／”ｃのガラス状カーボ
ン材料を得た。
１２００℃、２０００気圧で処理した。これにより線熱
膨張係数が１０２ ×１０−’／”ｃのガラス状カーボ
ン材料を得た。
このガラス状カーボン材料によりコア支持体を形成して
、実施例３と同様の磁気ヘッドを作成した。この磁気ヘ
ッドのインピーダンスを測定したところ、コアの特性は
劣化していなかった。
、実施例３と同様の磁気ヘッドを作成した。この磁気ヘ
ッドのインピーダンスを測定したところ、コアの特性は
劣化していなかった。
（実施例５）
石炭酸１００部に、３７％ホルムアルデヒド水溶液１５
７部とリグニン２０部とを添加し、さらに、１０％水酸
化ナトリウム水溶液５部を添加した。この混合物を攪拌
下で８０℃に保ち２時間反応させる。この後に室温まで
冷却し、８５％乳酸５．５部で中和し、減圧下で１２０
％の水を脱水した。
７部とリグニン２０部とを添加し、さらに、１０％水酸
化ナトリウム水溶液５部を添加した。この混合物を攪拌
下で８０℃に保ち２時間反応させる。この後に室温まで
冷却し、８５％乳酸５．５部で中和し、減圧下で１２０
％の水を脱水した。
これにより得られた樹脂を実施例１と同様に硬化させ、
硬化した樹脂を切り出して管状炉で６００℃まで昇温し
で焼成し、ＨＩＰ装置により１２００℃、２０００気圧
で処理した。得られたガラス状カーボン材料の線熱膨張
係数は８５Ｘ１０−’／℃であった。
硬化した樹脂を切り出して管状炉で６００℃まで昇温し
で焼成し、ＨＩＰ装置により１２００℃、２０００気圧
で処理した。得られたガラス状カーボン材料の線熱膨張
係数は８５Ｘ１０−’／℃であった。
（実施例６）
フルフリルアルコール１００部および８５％パラホルム
アルデヒド２５部に、安息香酸１０部および９３％Ｎａ
ＯＨを０．１部添加し、１１０℃で１１時間反応させた
。
アルデヒド２５部に、安息香酸１０部および９３％Ｎａ
ＯＨを０．１部添加し、１１０℃で１１時間反応させた
。
これにより得られた樹脂を実施例１と同様に硬化させ、
硬化した樹脂を切り出して管状炉で６５０℃まで昇温し
で焼成し、ＨＩＰ装置により１２００℃、２０００気圧
で処理した。得られたガラス状カーボン材料の線熱膨張
係数は９７Ｘ１０−’／’Ｃであった。
硬化した樹脂を切り出して管状炉で６５０℃まで昇温し
で焼成し、ＨＩＰ装置により１２００℃、２０００気圧
で処理した。得られたガラス状カーボン材料の線熱膨張
係数は９７Ｘ１０−’／’Ｃであった。
第１図は本発明実施例磁気ヘッドの斜視図。
第２図は正面図。
第３図は平面図。
２・・・コア支持体、３・・・コア、４・・・コイル。
磁気ヘッドの斜視図
尼１ 図
正面図
尾 ２図
平面図
鬼３（２１
Claims (3)
- （１）２５℃ないし４００℃における平均線熱膨張係数
が６０×１０＾−＾７／℃ないし１１０×１０＾−＾７
／℃であるガラス状カーボン材料。 - （２）平均線熱膨張係数が大きいガラス状カーボン材料
の製造方法において、 熱硬化性樹脂化合物を３００℃ないし７５０℃で熱処理
し、 この後に不活性雰囲気中で１０００気圧以上の圧力を加
えて８００℃以上の温度で熱処理する ガラス状カーボン材料の製造方法。 - （３）記録媒体と接し、この記録媒体と相対的に摺動す
る記録媒体の摺接部品において、 ２５℃ないし４００℃における平均線熱膨張係数が６０
×１０＾−＾７／℃ないし１１０×１０＾−＾７／℃で
あるガラス状カーボン材料で形成された ことを特徴とする記録媒体の摺接部品。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173748A JPH0725526B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | ガラス状カ−ボン材料、その製造方法およびそれを用いた記録媒体の摺接部品 |
| DE8686110506T DE3665703D1 (en) | 1985-08-06 | 1986-07-30 | Glass-like carbon material method for manufacturing the same and slider part for recording medium |
| EP86110506A EP0217052B1 (en) | 1985-08-06 | 1986-07-30 | Glass-like carbon material method for manufacturing the same and slider part for recording medium |
| US06/893,714 US4774140A (en) | 1985-08-06 | 1986-08-06 | Glass-like carbon material, method for manufacturing the same, and slider part for use with a recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60173748A JPH0725526B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | ガラス状カ−ボン材料、その製造方法およびそれを用いた記録媒体の摺接部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6236011A true JPS6236011A (ja) | 1987-02-17 |
| JPH0725526B2 JPH0725526B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=15966399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60173748A Expired - Lifetime JPH0725526B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | ガラス状カ−ボン材料、その製造方法およびそれを用いた記録媒体の摺接部品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4774140A (ja) |
| EP (1) | EP0217052B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0725526B2 (ja) |
| DE (1) | DE3665703D1 (ja) |
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| US6179882B1 (en) | 1996-03-22 | 2001-01-30 | L'oreal | Keratin fibre dye composition containing pyrazolopyrimidinoxo compounds, use thereof as dye couplers, and dyeing methods |
| US6231623B1 (en) | 1996-03-22 | 2001-05-15 | L'oreal S.A. | Methods of dyeing keratin fibers with compositions containing pyrazolo-azole couplers |
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| US5567523A (en) * | 1994-10-19 | 1996-10-22 | Kobe Steel Research Laboratories, Usa, Applied Electronics Center | Magnetic recording medium comprising a carbon substrate, a silicon or aluminum nitride sub layer, and a barium hexaferrite magnetic layer |
| JP3580879B2 (ja) * | 1995-01-19 | 2004-10-27 | 浜松ホトニクス株式会社 | 電子管デバイス |
| US10450641B2 (en) * | 2015-07-28 | 2019-10-22 | Florida State University Research Foundation, Inc. | Densified superconductor materials and methods |
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