(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性磁気ディスク基板上に下地膜、磁性膜、保護膜を形成し、その表面にフォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）とフォスファゼン系化合物を有する液体潤滑剤を塗布した磁気ディスク媒体であって、
前記保護膜は、膜厚が２．５ｎｍ〜３．５ｎｍでカーボンを主成分とするものであり、
前記液体潤滑剤を塗布することにより形成された潤滑膜は、膜厚が１．７ｎｍ〜２．５ｎｍであり、
前記カーボン保護膜上に形成された潤滑膜表面は、下記の化学式（１）及び化学式（２）に示す構造よりなる潤滑剤成分を含み、前記潤滑膜におけるフォスファゼン系化合物濃度が以下で求められる値、即ち、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄｌｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて、前記フォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）及びフォスファゼン系化合物に含まれる主鎖部Ｃ３Ｆ５Ｏ２（Ｒｆ）に対し、フォスファゼン系化合物に含まれるＣ７Ｆ３Ｈ４Ｏ（Ｒ）の成分を測定し、その検出比（Ｒ）／（Ｒｆ）が２．０以上６．０以下からなる値である
ことを特徴とする磁気ディスク媒体。
【化１】
0003880833.tif 000004
【化２】
0003880833.tif 000005
【請求項２】
非磁性磁気ディスク基板上に下地膜、磁性膜、保護膜を形成し、その表面にフォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）とフォスファゼン系化合物を有する液体潤滑剤を塗布した磁気ディスク媒体であって、
前記保護膜は、膜厚が２．５ｎｍ〜３．５ｎｍでカーボンを主成分とするものであり、
前記液体潤滑剤を塗布することにより形成された潤滑膜は、膜厚が１．７ｎｍ〜２．５ｎｍであり、
前記カーボン保護膜上に形成された潤滑膜表面は、下記の化学式（１）及び化学式（２）に示す構造よりなる潤滑剤成分を含み、前記潤滑膜におけるフォスファゼン系化合物濃度が以下で求められる値、即ち、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ−Ｓｅｃｏｎｄｌｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて、前記フォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）及びフォスファゼン系化合物に含まれる主鎖部Ｃ３Ｆ５Ｏ２（Ｒｆ）に対し、フォスファゼン系化合物に含まれるＣ７Ｆ３Ｈ４Ｏ（Ｒ）の成分を測定し、その検出比（Ｒ）／（Ｒｆ）が４．０以上１２．０以下からなる値である
ことを特徴とする磁気ディスク媒体。
【化１】
0003880833.tif 000006
【化２】
0003880833.tif 000007
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非磁性磁気ディスク基板上に下地膜、磁性膜、保護膜を形成し、その表面にパーフルオロポリエーテル化合物とフォスファゼン系化合物を有する潤滑剤を塗布した磁気ディスク媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクの記録密度は年々増加している。これに対応するために、磁気ディスクの磁気ヘッドと磁気ディスクの磁気記録層との間隔を狭くする必要性が生じる。前記間隔は、磁気ディスクの磁気記録層の上に設けられる保護膜と、磁気ヘッドの浮上高さによって占められる。従って、保護膜厚と磁気ヘッドの浮上高さとはトレードオフの関係に有り、磁気ディスクに対しては、出来るだけ保護膜厚が薄く、磁気ヘッドが接触した場合に対する耐摺動性の高いものが要求される。
【０００３】
潤滑剤の性能を向上させるために、米国特許第５９０８８１７号明細書に記載されているようにホスファゼン環を持つ添加剤を混合するすることや、特開平６−２２００７７号公報に記載されているようにパーフルオロポリエーテルの末端にホスファゼン環を持つフォスファゼン系潤滑剤も提案されている。フォスファゼン系潤滑剤を用いた磁気記録媒体には、特開２０００−３１１３３２号公報に記載された構成例がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術において、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤とフォスファゼン系潤滑剤を混合して塗付した場合、潤滑膜表面に凝集を生じる課題がある。その結果、従来技術において凝集が発生する領域では磁気ヘッド表面に潤滑剤が付着し、ヘッドの浮上性が悪化する。
【０００５】
また、保護膜が極薄膜化した磁気ディスク媒体において、摺動耐力を確保するための条件が厳しくなるため、保護膜厚に対応した摺動耐力を確保するためのパーフルオロポリエーテル系潤滑剤とフォスファゼン系潤滑剤の混合割合が異なるという状況がある。
【０００６】
しかし、その混合割合が同一であっても、保護膜質や塗付時の環境により、フォスファゼン系潤滑剤の付着割合が異なるという課題がある。フォスファゼン系潤滑剤の磁気ディスク媒体上の付着量はきわめて微量なため、従来技術では測定が困難であり、媒体上の好適なフォスファゼン系潤滑剤の量は判らなかった。
本発明の目的は、カーボン保護膜を有する磁気ディスク媒体の耐摩耗信頼性確保と潤滑膜塗付後の凝集発生を抑制する磁気ディスク媒体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
非磁性磁気ディスク基板上に下地膜、磁性膜、保護膜を形成し、その表面にフォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）とフォスファゼン系化合物を有する液体潤滑剤を塗布した磁気ディスク媒体であって、
前記保護膜は、膜厚が２．５ｎｍ〜３．５ｎｍでカーボンを主成分とするものであり、
前記液体潤滑剤を塗布することにより形成された潤滑膜は、膜厚が１．７ｎｍ〜２．５ｎｍであり、
前記カーボン保護膜上に形成された潤滑膜表面は、下記の化学式（１）及び化学式（２）に示す構造よりなる潤滑剤成分を含み、前記潤滑膜におけるフォスファゼン系化合物濃度が以下で求められる値、即ち、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄｌｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて、前記フォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）及びフォスファゼン系化合物に含まれる主鎖部Ｃ３Ｆ５Ｏ２（Ｒｆ）に対し、フォスファゼン系化合物に含まれるＣ７Ｆ３Ｈ４Ｏ（Ｒ）の成分を測定し、その検出比（Ｒ）／（Ｒｆ）が２．０以上６．０以下からなる値である磁気ディスク媒体。
【０００８】
また、前記磁気ディスク媒体において、前記保護膜は、膜厚が２．５ｎｍ〜３．５ｎｍでカーボンを主成分とするものであり、前記液体潤滑剤を塗布することにより形成された潤滑膜は、膜厚が１．７ｎｍ〜２．５ｎｍであり、
前記カーボン保護膜上に形成された潤滑膜表面は、上記の化学式（１）及び化学式（２）に示す構造よりなる潤滑剤成分を含み、前記潤滑膜におけるフォスファゼン系化合物濃度が以下で求められる値、即ち、前記ＳＩＭＳに代えて、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ−Ｓｅｃｏｎｄｌｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて、前記フォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）及びフォスファゼン系化合物に含まれる主鎖部Ｃ３Ｆ５Ｏ２（Ｒｆ）に対し、フォスファゼン系化合物に含まれるＣ７Ｆ３Ｈ４Ｏ（Ｒ）の成分を測定し、その検出比（Ｒ）／（Ｒｆ）が４．０以上１２．０以下からなる値である磁気ディスク媒体。
【０００９】
また、前記磁気ディスク媒体において、前記ＳＩＭＳに代えて、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ−Ｓｅｃｏｎｄｌｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて、パーフルオロポリエーテル化合物及びフォスファゼン系化合物に含まれる主鎖部Ｃ３Ｆ５Ｏ２（Ｒｆ）に対し、フォスファゼン系化合物に含まれるＣ７Ｆ３Ｈ４Ｏ（Ｒ）の成分を測定し、その検出比（Ｒ）／（Ｒｆ）が２．０以上１２．０以下からなる値である磁気ディスク媒体。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例に係る磁気ディスク媒体について、図面を参照しながら以下説明する。本実施例に係る磁気記録媒体において、磁性膜はＣｏ合金膜が一般的に使用され、磁性膜の下にはＣｒ合金よりなる下地膜、及びＣｏ合金、Ｎｉ合金などのシード層が形成される。
【００１１】
磁性膜の上にはカーボンを主成分とする保護膜が形成される。保護膜の膜厚は、２．５ｎｍ〜３．５ｎｍの膜厚とした。このとき、潤滑剤は、下記の化学式（１）及び化学式（２）の構造を持つ潤滑剤とアウジモンド社で製造されたフォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）の混合状態でもよい。さらに化学式（１）及び化学式（２）で示される潤滑剤の主鎖部分の潤滑剤は平均分子量で１５００〜２５００が好ましい。
【００１２】
【化１】
0003880833.tif 000002
【化２】
0003880833.tif 000003
本発明の実施例について更に詳細構成について説明する。保護膜の膜厚はＸ線反射率法を用いて、膜厚測定の精度を上げるために保護膜上にＣｒを５ｎｍ成膜し定量化した。Ｘ線反射率法での膜厚の定量化は理学電機工業社製のＳＬＸ２０００（商品名）によりＣｕ  Ｋα１のＸ線を用いて測定を行った。測定原理に関してはジャーナルオブアプライドフィジックス  ６６（４）、１５  ８月１９８９  ｐ１８６１に記載されている。
【００１３】
本実施例に対する比較例として、アウジモンド社で製造されたフォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）を分画した平均分子量が３０００の潤滑剤を塗布した。実施例と比較例の一部としては、フォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）を分画し平均分子量が２０００とした潤滑剤を原料として、化学式（１）及び化学式（２）に示した潤滑剤を合成し用いた。但し、この潤滑剤は１００％が化学式（１）及び化学式（２）で示される潤滑剤ではなく、熱残量分析により９０％〜９５％が化学式（１）及び化学式（２）で表されるものである。他は原料のフォンブリンＺ−ＤＯＬ（商品名）である。
【００１４】
化学式（１）及び化学式（２）のｐ，ｑは、合成原料のＺ−ＤＯＬ（商品名）は分子量分布を持ち合成後も同じような分子量分布をしていると仮定した場合、ｐ＝５〜３６、ｑ＝４〜３０程度と推定された。化学式（１）及び化学式（２）のＸは、構造上Ｘ＝１〜５の範囲にあると考えられる。
【００１５】
それぞれの潤滑剤について住友スリーエム社製ＨＦＥ７１００（商品名）を溶媒として濃度を変化させた潤滑剤溶液を作り、その中に磁気ディスク媒体を浸漬塗付して潤滑膜を形成した。その後、磁気ディスク媒体を熱処理した。温度は８０℃、時間は３０分である。潤滑膜厚は、ニューリーインスツルメンツ社製ＦＴＩＲ（ＲＳ（商品名））（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）により測定し、フォンブリンＺ−ＤＯＬ商品名膜厚換算で１．７〜２．５ｎｍとした。
【００１６】
これらのサンプルの潤滑膜表面における、化学式（１）及び化学式（２）に記載の構造よりなる潤滑剤成分を以下の方法で測定した。オリックス社製簡易ＳＩＭＳ（ＴＴＳ−２０００（商品名））を用い、パーフルオロポリエーテル化合物及びフォスファゼン系化合物に含まれる主鎖部Ｃ３Ｆ５Ｏ２（以下、Ｒｆ）検出ピーク強度（１６３ａｍｕ）を、フォスファゼン系化合物に含まれるＮ３Ｐ３（Ｏ−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ３）Ｘ（Ｘ＝１〜５）においてはその末端基に注目し、Ｃ７Ｆ３Ｈ４Ｏ（以下、Ｒ）の検出ピーク強度（１６１ａｍｕ）を求める。その比であるＲ／Ｒｆを用いることとする。条件は、Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｓｃａｎモード、回転数６ｒｐｍで測定した。
【００１７】
まず、塗布方法及び保護膜の種類によってＲ／Ｒｆの値が異なる例を示す。ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）保護膜成膜時に窒素ガスを導入して保護膜形成し、保護膜中における窒素含有率をパラメータとしたサンプルを作成した。前記サンプルを２種類の方法によって潤滑膜を塗布した。その一つの方法として、磁気ディスクの内周を持具で保持し、潤滑剤溶液の入った槽の中へ磁気ディスクを浸積中へ浸積し、数分経過後槽の中から磁気ディスクを保持した持具を引き上げることで潤滑膜を形成する。このとき浴の上部に密閉蓋を設けておらず、液面は大気解放されている（以下、解放型）。
【００１８】
その他の方法として、磁気ディスクの内周を持具で保持し、潤滑剤溶液入っていない槽の中へ、磁気ディスクを導入後に槽上部に蓋をして密閉し、別に設けられた補助槽から潤滑剤溶液を導入して磁気ディスクを浸漬し、数分経過後に潤滑剤溶液を抜き、潤滑膜を形成する。液が処理槽から補助槽へ全て戻されてから、密閉蓋を開ける（以下、密閉型）。
【００１９】
上記方法によって形成したサンプルを図１に示す。ここで、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤に対する、化学式（１）を含むフォスファゼン系潤滑剤の濃度は同一である。上記サンプルのＲ／Ｒｆを測定した結果を図２に記す。何れのサンプルも、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤に対する化学式（１）及び化学式（２）を含むフォスファゼン系潤滑剤の濃度は同一であるにも関わらず、保護膜中における窒素含有率が高くなるほどＲ／Ｒｆの値が低下していく。
【００２０】
このように保護膜質によって、潤滑膜表面の化学式（１）及び化学式（２）の濃度は変わってしまう。保護膜中における窒素がパーフルオロポリエーテルのＯＨ基と結合し易くなり、潤滑膜表面の化学式（１）及び化学式（２）の比率が低下したものと考えられる。
【００２１】
さらに、解放型と比較して密閉型の方がＲ／Ｒｆの値が低くなり、塗布方法によっても潤滑膜表面の化学式（１）及び化学式（２）の濃度は変わってしまう。潤滑膜形成時における磁気ディスク表面の乾燥状態が異なるからと考えられる。
【００２２】
以上のように、保護膜質及び潤滑剤塗布方法によっても、潤滑膜表面の化学式（１）及び化学式（２）の濃度は異なるため、潤滑膜表面の化学式（１）及び化学式（２）の量を規定する必要性があることとなる。
【００２３】
次に、各サンプルについての試験結果により、本発明の有効性を説明する。はじめに、信頼性評価試験について検討した結果を記す。Ｒ／Ｒｆ、保護膜厚、潤滑膜厚をパラメータとして、図３に示した比較サンプル、実施サンプルを作成した。上記サンプルの信頼性評価試験した結果を図４に示す。
【００２４】
これらのサンプルの信頼性評価は、次の方法で行った。極低浮上における耐摩耗性評価のために、モータを逆回転することでヘッドを常時磁気ディスク媒体と接触する状態にして、磁気記録媒体の半径１５〜３１ｍｍの間をシークし、クラッシュするまでの時間を測定した。環境温度は６５度、回転数は４０００ｍｉｎ−１である。
【００２５】
この結果より、保護膜厚３．５ｎｍにおいてＲ／Ｒｆ：０．０である比較例Ｆではすぐクラッシュしてしまい高信頼性を得られなかった磁気記録媒体が、Ｒ／Ｒｆ：１．０以上の実施例Ｇ、Ｈ，Ｉ及びＪにおいて、加速試験寿命は１００ｈ以上と、従来の保護膜厚が４ｎｍの実用レベルの磁気記録媒体と同等以上の信頼性を付与することが可能となった。さらに、薄いカーボン保護膜２．５ｎｍにおいて、Ｒ／Ｒｆ：２．０未満の比較例Ａ，Ｂではすぐクラッシュしてしまい高信頼性を得られなかったが、Ｒ／Ｒｆ：２．０以上の実施例Ｃ，Ｄ及びＥにおいて、加速試験寿命は１００ｈ以上の耐力が得られた。
【００２６】
次に、潤滑膜表面の凝集について検討した結果を記す。Ｒ／Ｒｆ、保護膜厚、潤滑膜厚をパラメータとして、図５に示した比較サンプル、実施サンプルを作成した。保護膜厚３．５ｎｍ及び２．５ｎｍにおいて同様の結果が得られたため、保護膜厚３．５ｎｍの例を記す。次に、磁気記録媒体表面の凝集の有無を光学顕微鏡により観察した結果を図６に示す。これらのサンプルの評価は、次の方法で行った。
【００２７】
光源に水銀ランプを用いた光学顕微鏡で円板表面を暗視野で観察し、１〜３μｍの輝点を凝集体として判断した。観察面積は９６．４μｍ×７８．１μｍであり、その観察面積に占める凝集占有面積を凝集占有率（％）とする。光学顕微鏡で得られた画像を画像処理装置に取り込み、凝集面積を算出した。これを凝集領域に相当する面積で除し、凝集占有面積を算出する。潤滑剤を塗布していない場合、磁気ディスクを測定した場合においても、凝集占有率０．１％未満の値が算出されるため、その領域をノイズと判定し、凝集占有率０．１％以上を凝集発生領域とした。
【００２８】
潤滑膜厚２．５ｎｍである比較例ではＲ／Ｒｆの値は６．５であり、この領域では凝集の発生が認られる。一方、Ｒ／Ｒｆが６．０以下の場合の例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ及びＧにおいて凝集は観察されなかった（図６を参照）。
【００２９】
上記の信頼性試験結果の図４及び凝集結果の図６より、信頼性の確保ができ且つ凝集を発生させないためには、Ｒ／Ｒｆの値は１．０以上６．０以下の範囲で規定する必要がある。さらに、保護膜厚が極薄の２．５ｎｍの領域では図４より信頼性確保のためにはＲ／Ｒｆの値は２．０以上である必要があるため、２．０以上６．０以下ので規定することが望ましい。
【００３０】
本実施形態においては、潤滑膜表面のフォスファゼン環濃度規定方法をしてＳＩＭＳを用いたが、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ−Ｓｅｃｏｎｄｌｙ  Ｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）、ＦＴ−ＩＲあるいはＡＴＲ／ＦＴ−ＩＲ（Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  Ｔｏｔａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いてもよい。
【００３１】
測定機によりＲ／Ｒｆの値は異なるが、基準サンプルを用いて測定機間の相関を測定しておけば規定値の管理は測定値が異なっても可能である。潤滑剤溶液中において化学式（１）及び化学式（２）に示したフォスファゼン系潤滑剤の濃度をパラメータとして作成した磁気ディスクを作成し、ＳＩＭＳとＴＯＦ−ＳＩＭＳで測定し、Ｒ／Ｒｆを比較した例を示す。
【００３２】
ここでは、オリックス社製簡易ＳＩＭＳ（ＴＴＳ−２０００（商品名））及びＴＯＦ−ＳＩＭＳ（ＰＨＩ社製  ＴＲＩＦＴ  ＩＩ（商品名））を用いた。ＴＯＦ−ＳＩＭＳの解析は、パーフルオロポリエーテル化合物及びフォスファゼン系化合物に含まれる主鎖部Ｃ３Ｆ５Ｏ２（以下、Ｒｆ）検出面積（１６３ａｍｕ）を、フォスファゼン系化合物に含まれるＮ３Ｐ３（０−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ３）Ｘ（Ｘ＝１〜５）においてはその末端基であるＣ７Ｆ３Ｈ４Ｏ（以下、Ｒ）の検出面積（１６１ａｍｕ）を求め、その比であるＲ／Ｒｆを用いた。条件として、一次イオンはＧａ＋、二次イオンはＰｏｓｉｔｉｖｅ  Ｉｏｎ、ラスターサイズは４０μｍ、取り込み時間は４分で測定した。その時のＳＩＭＳとＴＯＦ−ＳＩＭＳの結果を比較したものを図７に示す。
【００３３】
Ｒ／ＲｆではＳＩＭＳ測定値と比較して２倍の値となる。そのため、ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いた場合には、信頼性の確保ができ且つ凝集を発生させないためには、Ｒ／Ｒｆの値は２．０以上１２．０以下の範囲で規定する必要がある。さらに、保護膜厚が極薄の２．５ｎｍの領域では、図４で信頼性確保のためにはＲ／Ｒｆの値は２．０以上である必要があるため、４．０以上１２．０以下で規定することが望ましい。
【００３４】
実施例では、ＦＴ−ＩＲ、ＡＴＲ／ＦＴ−ＩＲを用いた結果を示さなかったが、同様に相関が得られる値を規定範囲とすることで、信頼性の確保ができ且つ凝集発生を抑制することが可能である。
【００３５】
以上説明したように、本発明の特徴は、カーボンを主成分とする保護膜上に、前述した化学式（１）及び化学式（２）を含む潤滑剤を塗付した場合、潤滑膜表面におけるＮ３Ｐ３（０−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ３）Ｘ（Ｘ＝１〜５）濃度を測定して、前記濃度を所定の値に特定することによって、信頼性を確保するとともに凝集発生を抑制した磁気ディスク媒体を得るものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明により、カーボン保護膜を有する磁気ディスク媒体の耐摩耗信頼性確保と潤滑膜塗付後の凝集発生を抑制する磁気ディスク媒体を供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】保護膜質及び塗布条件が異なるサンプルの一覧を示す図である。
【図２】保護膜質及び塗布条件が異なるサンプルのＲ／Ｒｆを示す図である。
【図３】本発明の実施例と比較例における種々パラメータの一覧を示す図である。
【図４】Ｒ／Ｒｆと耐摩耗信頼性評価結果の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例と比較例における種々パラメータの他の一覧を示す図である。
【図６】Ｒ／Ｒｆと潤滑膜表面の凝集の関係を示す図である。
【図７】ＳＩＭＳとＴＯＦ−ＳＩＭＳによるＲ／Ｒｆの比較を示す図である。
【図１】
0003880833.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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