DEVICE CONSISTING OF A MAGNETIC DISC WITH A LUBRICANT AND A MAGNETIC HEAD, AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE DEVICE

Abstract: 1. Arrangement consisting of a magnetic disc and a magnetic head (2) above it, the side of the magnetic disc facing the magnetic head being formed of a magnetizable layer (1) consisting of a polymeric binder with magnetic particles dispersed therein, and carrying a lubricant film (5), and the substrate of the magnetic head (2) consisting at least partly of a ceramic material, characterized in that the surface (3) of the magnetizable layer (1) is completely covered with a substantially monomolecular, adhesion promoting layer (4) which consists of a material that is chemically bonded to the magnetizable layer (1) which has a higher surface tension than the magnetizable layer (1), and which produces van der Waals bonds to the lubricant film, and/or the lower surface (6) and the front and back surface (7 and 8, respectively) of the magnetic head (2) which consist of magnetic head substrate material, are impregnated with a material with an adhesion reducing layer (9) being formed in the process, so that the adhering of considerable amounts of lubricant to the substrate material is prevented.

Description: ANORDNUNG AUS EINER MIT EINEM SCHMIERSTOFF VERSEHENEN MAGNETPLATTE UND EINEM MAGNETKOPF UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN DER ANORDNUNG Die Erfindung betrifft eine Anordnung, welche aus einer Magnetplatte und einem Magnetkopf besteht, wobei die dem Magnetkopf zugewandte Seite der Magnetplatte von einer aus einem polymeren Bindemittel, in welcher magnetische Teilchen dispergiert sind, bestehenden magnetisierbaren Schicht gebildet wird, auf die magnetische Schicht ein Schmierstoffilm aufgebracht ist und das Substrat des Magnetkopfs eine adsorptive Wirkung auf den Schmierstoff ausübt, und ein Verfahren zur Her- stellung eines Teils der Anordnung. Es ist beispielsweise aus der DE-AS 28 39 378 eine Magnetplatte mit einer darauf mindestens einseitig aufgebrachten magnetisierbaren Schicht, die in einem polymeren Bindemittel und üblichen Zusatzstoffen fein verteilt die magnetischen Teilchen enthält, bekannt, bei welcher auf der Oberfläche der magnetisierbaren Schicht ein dünner Schmierstofffilm aufgebracht ist, welcher im Betrieb, bei welchen die magnetisierbare Schicht bei hohen Umdrehungszahlen mit- einem Magnetkopf in Wechselwirkung tritt, den Verschleiss von Magnetplatte und Magnetkopf vermindern soll. Aus der genannten DE-AS ist auch bekannt, als Schmierstoff Perfluorpolyätherölgemische zu verwenden. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Schmierung nicht voll den gewünschten Effekt hat und darüber hinaus auch noch zusätzliche Probleme schafft. So hat es sich gezeigt, dass der Schmierstoff, offenbar in Folge einer Inhomogenität der Oberflächenspannung die magnetisierbare Schicht nicht vollständig benetzt und dafür an anderen Stellen mikroskopisch kleine Tröpfchen bildet. Darüber hinaus wurde gefunden, dass- der Magnetkopf Schmierstoff von der Platte aufnimmt und zwar insbesondere dort, wo sich Tröpfchen des Schmierstoffs auf der magnetisierbaren Schicht gebildet haben, jedoch auch an solchen Stellen, wo die Bedeckung mit Schmierstoff gleichmässig ist, und es hat sich gezeigt, dass an den letztgenannten Stellen der abgetragene Schmierstoff nur unvollständig durch Nachfliessen von noch benetzten Bereichen ersetzt wird. Das Aufnehmen des Schmierstoffs ist darauf zurückzuführen, dass der Schmierstoff auch an dem Material, welches das Substrat des Magnetkopfs bildet, haftet. Diese Haftung hat zur Folge, dass der vom Magnetkopf zunächst in Form eines Tröpfchens an seiner Hinterseite aufgenommene Schmierstoff, dann wenn sich der Magnetkopf einige Zeit relativ zur magnetisierbaren Schicht nicht bewegt, unter der Wirkung von Kapillarkräften entlang der Unterseite des Magnetkopfs in den Zwischenraum zwischen Magnetkopf und magnetisierbarer Schicht gezogen wird und dadurch der Magnetkopf und die magnetisierbare Schicht miteinander verkleben, was, wenn die Bewegungslosigkeit des Magnetkopfs hinreichend lang dauert und dadurch die Klebewirkung entsprechend stark ist, bei Wiederanlauf des Aufzeichnungsträgers zu einem Abreissen des Magnetkopfs von seiner Halterung führen kann. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Anordnung, welche aus einer geschmierten magnetisierbaren Schicht und einem Magnetkopf besteht und bei welcher weitgehend ausge- schlossen ist, dass der Schmierstoff vom Magnetkopf aufgenommen wird, und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung anzugeben. Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 und mit einem Verfahren der -ein- gangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 7 gelöst. Die haftvermittelnde Schicht und die Imprägnierung vermögen jede für sich die gestellte Aufgabe zu lösen. Um jedoch die gewünschte Wirkung auch bei einer langdauenden Benutzung und unter Stressbedingungen mit Sicherheit zu erzielen und um bei der Auswahl der Materialien für die haftvermittelnde Schicht und die Imprägnierung und des Schmierstoffs möglichst flexibel sein zu können, ist es vorteilhaft, die haftvermittelnde Schicht und die Imprägnierung in der Anordnung zu kombinieren. Die auf der magnetisierbaren Schicht aufgebrachte Schicht, im folgenden haftvermittelnde Schicht genannt, ist über chemische Bindungen und deshalb sehr fest mit der magnetisierbaren Schicht verbunden. Die Adhäsionskräfte zwischen der haftvermittlenden Schicht und dem Schmierstoff sind beachtlich grösser als die Kohäsionskräfte zwischen den Molekülen-des Schmierstoffs. Dadurch wird eine vollständige Benetzung {Spreitung3 der magnetisierbaren Schicht erreicht. Da jedoch die Bindung der Schmierstoffechicht an die haftvermittelnde Schicht über vah der Waals'sche Bindungen erfolgt, benetzt der Schmierstoff die haftvermittelnde Schicht nicht nur, sondern es besteht zwischen den beiden Schichten auch eine sehr gute Haftung. Die häftvermit- telnde Schicht kann ausserdem eine durch den Autophobie Effekt hervorgerufene reduzierte Benetzbarkeit der magnetisierbaren Schicht mit dem Schmierstoff verhindern. Dabei geht es um folgendes: Wird auf einem Substrat, wie z.B. der magnetisierbaren Schicht, ein Beschichtungsstoff aufgebracht, so können die unmittelbar dem Substrat benachbarten seschich- tungsstoffmoleküle sich zum Substrat ausrichten. Diese Ausrichtung kann zur Folge haben, dass nur bestimmte Molekülgruppen der am Substrat haftenden Beschichtungs stoffmolek61e sich den nicht dem Substrat benachbarten und die Hauptmenge bildenden Beschichtungsstoffmolekülen entgegen strecken. Der Autophobie-Effekt besteht nun darin, dass die Adhäsion der die Hauptmenge bildenden Beschichtungsstoffmoleküle an den genannten Molekülgruppen geringer ist, als die Kohäsion dieser Beschichtungsstoffmoleküle untereinander. Die Folge ist, dass der Beschichtungsstoff nicht zum Ausbilden einer homogenen Schicht, sondern vielmehr zur Tröpfchenbildung neigt. Das Aufbringen der haftvermittelnden Schicht gemäss der Erfindung bewirkt ausserdem eine homogene, gut haftende Bedeckung der magnetisierbaren Schicht mit Schmierstoff und dass dann, wenn der Schmierstoff durch Interaktion mit dem Magnetkopf von einer Stelle der magnetisierbaren Schicht entfernt wird, der entfernte Schmierstoff durch Zufliessen von schmierstoff aus der Umgebung einer solchen Stelle ersetzt wird, dh., dass der S2gnetkopf nie eine von Schmierstoff nicht benetzte Stelle der magnetisierbaren Schicht vorfindet. Das Imprägnieren (d.h. das Aufbringen der haftvermindernden Schicht} der Unterseite und der Vorder- und Rückfront des Magnetkopfs hat gerade den umgekehrten Effekt wie die haftvermittelnde Schicht auf der magnetisierbaren Schicht, nämlich eine Erniedrigung der relativ starken Adhäsion des Schmierstoffs an dem Mate real, aus dem das Substrat des Magnetkopfes besteht. Die Erniedrigung der Adhäsion hat zur Folger dass die Kohäsion zwischen den Schmierstoffmolekülen stärker ist, als die Adhäsion zwischen Schmierstoffmolekülen und Substratoberfläche überwiegt und wirkt dadurch ei ner Benetzung des Substrats mit Schmierstoff entgegen. Der genannte Effekt kann auch durch einen Autophobie Effekt hervorgerufen werden, z.B. indem ein Material für die Imprägnierung, d.h. für die Bildung der haft vermindernden Schicht, verwendet wird, das in der Lage ist, eine einmolekulare Schmierstoffschicht in der Weise festzuhalten, dass deren Moleküle so ausgerichtet sind, dass die Adhäsion weiterer Schmierstoffmoleküle zu dieser monomolekularen Schicht geringer ist, als die Kohäsion der weiteren Schmierstoffmoleküle untereinander. Dies hat zur Folge, dass die monomolekulare Schmierstoffschicht von weiterem Schmierstoff nur noch schlecht benetzt wird, d.h. dass dieser weitere Schmierstoff nur noch schlecht haftet. Eine Haftverminderung des Schmierstoffs am Substrat des Magnetkopfs bewirkt, dass das Substrat von der magnetisierbaren Schicht kein Schmierstoffmaterial bzw. vernachlässigbar wenig aufnimmt, und dass dadurch das Verarmen an Schmierstoff an einzelnen Stellen der magnetisierbaren Schicht vermieden wird und wichtiger noch, da der Schmierstoff vom Magnetkopf praktisch nicht mehr in grösseren Tropfen aufgenommen wird und dadurch die physikalischen Voraussetzungen (Kapillareffekt) für das Kriechen von Schmierstoffmaterial zwischen der magnetisierbaren Schicht und dem Magnetkopfsubstrat fehlen, das Kleben des Magnetkopfs im Ruhezustand des Aufzeichnungsträgers an der magnetisierbaren Schicht ausgeschlossen wird (Kapillardepression). Zwar sind Strukturen bekannt, bei denen die Haftung des Schmierstoffs auf magnetischen Aufzeichnungsträgern durch eine auf der magnetischen- aufge- brachte Schicht verbessert wird. Jedoch bestehen bei zwei der bekannten Strukturen (s. DE-AS 26 48 303 und DE-OS 19 65 48) die magnetischen Schichten nicht aus einer Dispersion magnetischer Teilchen in einem polymeren Bindemittel sondern aus Metall, und die haftungsverbessernde Schicht wird durch Oxidation der Oberfläche der magnetischen schicht erzeugt, und der Schmierstoff ist mit der haftverbessernden Schicht nicht mittels van der Waalstscher Bindungen, sondern chemisch über Wasserstoffbrücken oder nur durch Adsorption verbunden. Bei der einzigen bekannten derartigen Struktur, bei welcher die magnetische Schicht aus einer Dispersion von magnetischen Teilchen in einem organischen Bindemittel besteht, ist auf die magnetische Schicht eine Schicht aus einem festen Schmierstoff und eine Schicht aus einem flüssigen Schmierstoff aufgebracht, wobei der feste Schmierstoff offenbar nicht über chemische Bindungen mit der magnetischen Schicht verbunden ist. Das erfindungsgemässe Verfahren ist sehr einfach und erlaubt aufgrund der Vielzahl der zur Verfügung stehenden und im Handel erhältlichen Sililierungsmittel einerseits eine optimal an das Material, aus der die magnetisierbare Schicht besteht, und an den angewandten Schmierstoff angepasste haftvermittelnde Schicht und andererseits eine optimal an das Material, aus dem das Substrat des Maguetkopfes besteht, und an den angewandten Schmierstoff angepasste, haftvermindernde Schicht zu erzeugen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Anordnung und des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 in schematischer Querschnittsdarstel lung den Aufbau der Anordnung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 2 eine Modelldarstellung, welche die Funktion der haftvermittelnden Schicht beim Festhalten des Schmierstoffs an der magnetisierbaren Schicht verdeut lichen soll. Die in der Fig. 1 gezeigte Anordnung besteht aus einer magnetisierbaren Schicht l, einer auf der Oberfläche 3 der magnetisierbaren Schicht 1 aufgebrachten haftvermittelnden Schicht 4, einer auf der haftvermittelnden Schicht 4 aufgetragenen Schmierstoffschicht 5, dem in geringem Abstand von der magnetisierbaren Schicht gehaltenen Magnetkopf 2 und einer die Oberflächen der Vorder- und Rückfront -7, 8 und der Unterseite 6 des Magnetkopfes 2. bedeckenden, aus der haftvermindernden Schicht 9 bestehenden Imprägnierung. Bei dem Magnetkopf 2 handelt es sich um einen Dünnfilmmagnetkopf, jedoch kann die erfindungsgemässe Anordnung statt eines Dünnfilmmagnetkopfes auch einen anderen Magnetkopftyp aufweisen. Der Dünnfilmmagnetkopf besteht aus einem Substrat in der Form eines kleinen Keramikblocks und dem zum Einschreiben und Lesen geeigneten Dünnfilmmagneten. Der Keramikblock hat Schlittenform, ist grössenordnungsmässig 4 mm lang, 3 mm breit und O,75 mm hoch, und aus seiner unteren Oberfläche ist ein relativ breiter, flacher Graben parallel zur Längsachse herausgeschliffen, so dass nur noch zwei schmale Kufen stehen bleiben, welche im Bereich des einen Endes des Schlittens mit einem Winkel von ungefähr 10 ansteigen. Das Substrat ist mit den Kufen nach unten so über der Magnetplatte aufgehängt, dass sich die rotierende Magnetplatte parallel zur Längsachse des Schlittens unter diesem in Richtung vom Ende mit den ansteigenden Kufen zum anderen Ende bewegt. Auf der Rückfront des Schlittens sind zwei Dünnfilmmagnete mit nach unten, d.h. in Richtung der Kufen weisenden Magnetjochen und Leiterwindungen um jeweils eines der Joche mittels Aufdampfens aufgebracht. Die Dünnfilinmagnete sind mit Aluminiumoxid abgedeckt. Zwar wird mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, welche sowohl die Schicht 4 als auch die Schicht 9 aufweist, die beachtlichste Verbesserung gegenüber der bekannten Anordnung erzielt, jedoch sind auch Anordnungen, welche entweder nur die Schicht 4 oder nur die Schicht 9 beinhalten, brauchbar, um der Aufnahme von Schmierstoff durch den Magnetkopf entgegenzuwirken. Die magnetisierbare Schicht 1 ist auf einem Substrat, welches üblicherweise aus einer Metallplatte auf Alu- miniumbasis besteht, aufgebracht und besteht aus einer Dispersion von Eisenoxidteilchen in einem organischen Bindemittel. Das organische Bindemittel besteht beispielsweise - nicht notwendigerweise - aus einem Epoxydharz und dabei typischerweise aus einem Epoxydharz vom Bisphenol A-Epichlorhydrin-TP. Wird als Schmierstoff ein Perfluorpqlyäther verwendet, so besteht die haftvermittelnde Schicht 4 bevorzugt aus dem Reaktionsprodukt zwischen den freien OH-Gruppen an der Oberflä che 3 und einem perfluoriertem oder mindestens teilfluoriertem Sililierungsmittel. Die Formeln der typischen Vertreter der brauchbaren Sililierungsmittel sind im folgenden aufgeführt: EMI9.1 n - C6 F13 - CH2 - CH2 - Si CH3 C12 n - C6 F13 - CH2 - CH2 - Si C13 CF3 - CH2 - CH2 - Si CH3(0CH3)2 CHF2 - (CF2)3 - SiCl3 Wie man sieht, handelt es sich bei allen diesen Verbindungen um solche, welche am Silicium eine relativ lange, gegebenenfalls eine Äthergruppierung einschliessende Koh- lenstoffkette aufweisen, wobei insbesondere am freien Ende der Kette mindestens zwei Fluoratome mit dem endständigen Kohlenstoffatom verbunden sind. Das Zusammenwirken der haftvermittelnden Schicht, welche aus einem der o g. Materialien erzeugt worden ist, einerseits mit der aus Epoxydharz und Fc2O3 bestehenden, magnetisierbaren Schicht und andererseits der aus einem Perfluorpolyätheröl bestehenden Schmierstoffschicht wird nun anhand der Fig. 2 erläutert. In der Fig. 2 ist die magnetisierbare Schicht 1 mit der haftvermittelnden Schicht 4 über Sauerstoffbrücken verbunden. Die Verbindung zwischen der magnetisierbaren Schicht 1 und den die Schicht 4 bildenden Molekülen kommt zustande durch eine chemische Reaktion zwischen freien OH-Gruppen an der Oberfläche 3 der magnetisierbaren Schicht 1 und zwischen den Sililisierungsmittel n-C6F13(CH2)2-Si(Q3)X2, wobei X eine reaktive Gruppe, wie ein Halogen oder eine CCH3-Gruppe/hedeutet. Das die haftvermindernde Schicht 4 bildende Material ist also durch eine echte chemische Bindung, und damit sehr fest mit der magnetisierbaren Schicht 1 verbunden. Man kann sich vorstellen dass, obwohl die Anzahl der Sauerstoff-Brücken an der Oberfläche 3 der magnetisierbaren Schicht 1 relativ klein ist, die an diese Sauerstoffbrücken gebundenen Reste des Sililierungsmittels infolge dessen relativ grossen Volumens eine praktisch homogene Bedeckung der magnetisierbaren Schicht bilden. Unter anderem schützt die homogene Bedeckung mit hydrohoben Gruppen die Sauerstoffbrücken optimal vor Hydrolyse Aus der Struktur des angewandten Sililisierungsmittels und der Position der reaktiven Gruppe im Molekül erfolgt, dass die von der magnetisierbaren Schicht 1 abgewandte Oberfläche der haftvermittelnden Schicht 4 aus CF3 -Gruppen besteht. Diese CF3 -Gruppen vermögen mit den CF2-Gruppen des Schmierstoffs unter Ausbildung von van der Waals-Bindungan in Wechselwirkung zu treten. Eine solche Bindung ist stark genug, um ein Schmierstoffmolekül an der haftvermittelnden Schicht sehr stark festzuhalten. Jedoch ist diese Bindung schwächer als eine echte chemische Bindung und deshalb ist eine Verschiebung der Schmierstoffmoleküle parallel zur Oberfläche der haftvermittelnden Schicht 4 leicht möglich. Während ohne haftvermittelnde Schicht der Schmierstoff die magnetisierbare Schicht nicht vollständig benetzt (Kontaktwinkel grösser O ) und deshalb, und auch wegen der bekannten energetischen Heterogenität (d.h. im mikroskopischen Bereich liegen polare und unpolare Stellen nebeneinander vor) zu Tröpfchenbildung auf der magnetisierbaren Schicht neigt, spreitet der Schmierstoff auf der haftungsvermittelnden Schicht 4 nicht nur (Kontaktwinkel 00) , sondern hat auch zu dieser eine beachtliche chemische Affinität und man erhalt deshalb und auch, da die Oberfläche der haftvermittelnden Schicht 4 energetisch homogen ist und deshalb eine hermogene Oberflächenspannung aufweist, eine vollständig gleichmässige Bedeckung der Oberfläche der haftvermittelnden Schicht 4 mit einer Schmierstoffschicht 5. Die Erzeugung der Schicht erfolgt in vorteilhafter Weise in der Weise, dass eine Lösung des Sililierungsmittels auf die magnetische Schicht beispielsweise durch Eintauchen, Aufsprühen oder Auf schleudern aufgebracht wird, dass dann die Magnetplatte in einer trockenen Umgebung, beispielsweise in einem Exsikkator, entlfeder bei Raumtemperatur ungefähr einen Tag lang oder bei einer Temperatur von ungefähr 1000 etwa 2 Stunden lang getrocknet wird. Bei dieser Reaktion verbindet sich die reaktive Gruppe des Sililierungsmittels, welche bevorzugt aus einem Halogen oder einer Alkoholgruppe besteht, mit dem Wasserstoff der OH-Gruppen auf der Oberfläche der magnetisierbaren Schicht-unter Bildung eines Halogenwasserstoffs oder eines Alkohols, und das Silicium wird über eine Sauerstoffbrücke an das Substrat gebunden, wobei bei Verwendung von monofunktionellen Silanen eine Schicht aus einer Moleküllage entsteht. Mit bioder trifunktionellen Silanen können mittels Hydrolyse mehrlagige Schichten aufgebaut werden. Das Substrat des Magnetkopfs 2 besteht bevorzugt aus einem TiC/Al2O3-Sintermaterial. Der Aluminiumoxidanteil in desem Produkt weist an seiner Oberfläche - ebenso wie die magnetisierbare Schicht - freie OH-Gruppen auf. Diese polaren Gruppen vermögen mit polaren Gruppen in Gasen oder Flüssigkeiten in Wechselwirkung zu treten und haben deshalb eine adsorbierende Wirkung für Gase und Flüssigkeiten, welche solche Gruppen aufweisen. Es sei hier angemerkt, dass es auch noch andere Materialien gibt, welche als Substrate für Dünnfilmmaguet- köpfe brauchbar sind. Insbesondere dann, wenn diese Materialien vollständig oder teilweise oxidisch sind, weisen sie auch polare Gruppen an ihrer Oberfläche auf und adsorbieren deshalb Gase und Flüssigkeiten mit einer entsprechenden Konstitution. Da jedoch das TiCZ Al 203 -Sintermaterial besonders günstige Eigenschaften hat und - wie gesagt - bezüglich seiner Adhäslonseigen- schaften für eine grössere Gruppe von Materialien als repräsentativ gelten kann, sind die folgenden Ausführungen ausschliesslich auf Magnetkopfsubstrate aus TiCZAl2tO3-Sintermaterial bezogen. Es sei jedoch klargestellt, dass die Ausführung sich auch auf andere-Mate- rialien übertragen lassen. Perfluorpolyätheröle, d.h. Verbindungen mit sehr niedriger Oberflächenspannung, welche als Schmierstoffe für Magnetplatten der hier hauptsächlich besprochenen Art günstig sind, weisen stark apolare Gruppen auf, und das Substrat des Magnetkopfes 2 übt deshalb eine adsorptive Wirkung auf die Schmierstoffnoleküle aus. Dies hat zur Folge, dass der Schmierstoff die Substratoberfläche mindestens teilweise benetzt, d.h. der Kontaktwinkel ist nicht sehr stark von O verschieden. Es treten dann - insbesondere dann, wenn der Schmierstoff auf der Magnetplattenoberfläche Tröpfchen bildet - die oben bereits angesprochenen Probleme, nämlich die Aufnahme von Schmierstoff durch den Magnetkopf und das nElebenn des Magnetkopfs an der Magnetplatte auf, was dadurch her vorgerufen wird, dass der an der- Rückfront des Magnetkopfs haftende Schmierstoff unter dem Einfluss von zwischen der Magnetkopfunterseite und der Magnetplatten oberfläche wirkenden Kapillarkräften zwischen Magnetkopf und Magnetplatte gezogen wird. Die Verhinderung der Aufnahme von Schmierstoff durch den Magnetkopf wird erfindungsgemäss erreicht, indem eine haftvermindernde Schicht auf die Unterseite 6 und die Vorder- und die Rückfront 7 bzw. 8 des Magnetkopfes 2 aufgebracht wird. Die bevorzugte Ausführungsform dieser Schicht ist chemisch mit dem Magnetkopfsubstrat verbunden und weist an ihrer, vom Substrat abgewandten Oberfläche hauptsächlich Gruppen auf, welche mit dem Schmierstoff chemisch wenig verwandt sind. Die haftvermindernde Schicht wird bevorzugt in derselben Weise wie die haftvermittelnde Schicht hergestellt. Dabei wird ein Sililierungsmittel verwendet, welches am Silicium einerseits eine Gruppe aufweist, welche mit an der Oberfläche des Substrats befindlichen freien OH-Gruppen zu reagieren vermag, und andererseits einen organischen Rest aufszeist, dessen endständige, d.h. von der Oberfläche des Substrats abgewandte Gruppe die Vorausset- zung erfüllt, dass sie mit- dem Schmierstoffmaterial, wie z.B. einem Perfluorpolyätheröl, chemisch nicht verwandt ist. Als Sililierungsmittel zur Herstellung der haftvermindernden Schicht sind die folgenden Verbindungen mit den allgemeinen Formeln R1R2R3 Si X1, R1R2 Si X2 und R Si X3 geeignet, wobei X = -Cl, -OCH@, -OC@H@, -OSO@-CF@ und Rl, R2, R3 = CH3-, C2H5-, -C6 1113, -Cl8 H37 -C6H51 teilfluorierte Alkylgruppen, oder EMI14.1 bedeuten können, geeignet. Trotz der relativ geringen Anzahl von OH-Gruppen an der Substratoberfläche bilden die an den Siliciumatomen hängenden organischen Reste wegen ihres relativ grossen Volumens eine vollständige Bedeckung der Substratoberfläche. Diese vollständige Bedeckung verhindert eine Hydrolyse der Silicium-Sauerstoff-Bindungen und gewährleistet ausserdem, dass die Oberflächenspannung über die Substratoberfläche im wesentlichen homogen ist Durch das beschriebene Aufbringen der haftvermindernden Schicht wird erreicht, dass der Kontaktwinkel zwischen Substrat und Lube von einem Wert, welcher bei der unbehandelten Substratoberfläche nur wenig grösser als O ist, auf einen Wert von bis zu 310 ansteigt, was gleichbedeutend ist mit einer sehr beachtlichen Verminderung der Adhäsion des Schmierstoffs am Magnetkopfsubstrat. Eine verschlechterte Haftung des Schmierstoffs am Substrat des Dünnfilmmagnetkopfs kann auch dadurch erreicht werden, dass eine chemisch an die Substratoberfläche gebundene Schicht erzeugt wird, welche den Au tophobie-Effekt begünstigt. Es kann also auch auf diese Weise eine beachtliche Aufnahme von Schmierstoff durch das Substrat und damit auch das Kleben des Substrats an der Magnetplatte verhindert werden. Die Erfindung soll im folgenden anhand von speziellen Beispielen noch deutlicher erläutert werden. Die Beispiele 1 bis 3 betreffen das Aufbringen eines als Schmierstoff dienenden Perfluorpolyätheröls auf eine magnetisierbare Schicht, welche aus einer Dispersion von Eisenoxidteilchen in einem Epoxydharz auf der Basis von Bisphenol-A-Epichlorhydrin besteht, und zwar ohne (Beispiel 1) und mit (Beispiele 2 und 3) Un terstützung einer die Haftung beeinflussenden Schicht. Die Beispiele 4 bis 7 betreffen das Verhalten eines aus einem TiC/Al2O3-Sinterprodukt bestehenden Substrat eines Dünnfilmmagnetkopfes gegenüber einem als Schmierstoff dienenden Perfluorpolyätheröl, wobei bei den Beispielen 5 bis 7, nicht jedoch beim Beispiel 4, das Substrat mit einer die Haftung beeinflussenden Schicht versehen wird. In der folgenden Tabelle sind die bei den Beispielen angewandten Sililierungsmittel für die Herstellung der die Schmierstoffhaftung beeinflussenden Schicht und ausserdem bei den Beispielen 1 bis 3 die Menge des festgehaltenen Schmierstoffs pro Platte und als Mass für die Homogenität der Belegung mit Schmierstoff der l-61ert, bei den Beispielen 1 bis 3 der Kontaktwinkel zwischen der magnetisierbaren Schicht und dem Schmierstoff und bei den Beispielen 4 bis 7 der Kontaktwinkel zwischen dem Substrat bzw. dem beschichteten Substrat und dem Schmierstoff angegeben. Beispiel Unterlagen Material für die festgehaltener Kontakt- # Nr. die Haftung beein- Schmierstoff flussende Schicht Menge [mg] Streunng (1c) 1 magnetisier- - 15,9 # 3,4 1,7 # 2-3 bare Schicht 2 " Hexamethyl- 12,6 # 0,5 0,3 0 desilazen 3 " n-C6F13-(CH2)2-Si-Cl 22,3 # 0,9 0,4 0 (spreitend) CH3 4 Substrat des - # 0 (spreitend) Dünnfilmmagnet kopfes 5 " Methacrylpropyl- 6 trimethylsilan 6 " Glasolad 24 7 " t-Butyldimethyl- 31 chlorsilan Beispiele 1 bis 3 Bei den Beispielen 1 bis 3 wurden je 5 Magnetplatten prozessiert. Beim Beispiel 1 wurde keine die Schmier stgffhaftung beeinflussende Schicht aufgebracht. Bei den Beispielen 2 und 3 wurden die Magnetplatten zunächst unter Rotieren in eine 10%ige Lösung von Hexamethyldisilazan (Beispiel 2} bzw. von n-C6F13-(CH2)2-Si(CH3)-Cl (Beispiel 3) in Freon 5 Minuten lang eingetaucht. Dabei wurden die magnetisierbaren Schichten mit dem Sililierungsmittel intensiv in Kontakt gebracht. Anschliessend wurde bei 100 C in einer trockenen Atmosphäre, beispielsweise in einem Exsikkator getrocknet. Bei allen drei Beispielen wurde anschliessend Schmierstoff auf die magnetisierbaren Schichten aufgetragen, anschliessend wurde der Schmierstoff eingerieben und schliesslich der Überschuss durch Abwischen entfernt. Das Beispiel 2 zeigt, dass eine aus Hexamethyldisilazan erzeugte Schicht auf der magnetisierbaren Schicht bewirkt, dass weniger Schmierstoff festgehalten wird, als auf der unbehandelten magnetisierbaren Schicht. Dies ist nicht überraschend, weil es sich bei dem Hexamethyldisilazan nicht um ein wenigstens teilfluoriertes Material handelt und deshalb sich keine van der Waalsrschen Bindungen zwischen der aufgebrachten Schicht und dem Schmierstoff ausbilden können. Der Versuch mit dem Hexamethyldisilazan zeigt jedoch (siehe den lv-Wert}, dass die Homogenität der Belegung mit Schmierstoff wesentlich homogener ist als bei der nicht mit einer Schicht versehenen magnetisierbaren Schicht. Wird wie im Beispiel 3 die Schicht aus einem praktisch perfluorierten Sililisierungsmittel erzeugt, so ergibt sich - wie der Vergleich zwischen den Beispielen 1 und 3 zeigt - dass die Menge des festgehaltenen Schmierstoffs wesentlich grösser und die Homogenität der Belegung mit Schmierstoff wesentlich besser ist, als bei der nicht mit einer Schicht versehenen magnetisierbaren Schicht. Beispiele 4 bis 7 Beim Beispiel 4 wurde das Substrat des Dünnfilmmagnet- kopfes nicht mit einer die Haftung beeinflussenden Schicht versehen. Beim Beispiel 5 wurde das Substrat 1 01minute lang in eine 0,1%ige Lösung von Methacrylpropyl- trimethoxysilan in einer Mischung aus 95% Methylalkohol und 5% Wasser, welche Raumtemperatur hatte, getaucht und anschliessend bei Raumtemperatur 12 Stunden lang im Exsikkator getrocknet. Beim Beispiel 6 wurde das Substrat bei Raumtemperatur 10 Sekunden lang in eine lZige wässrige Lösung von Glasclad 18 getaucht und anschlie ssend 12 Stunden lang in einem Exsikkator bei Raumtemperatur getrocknet. Bei Glasclad 18 handelt es sich um ein Siloxan, welches von der Fa. Petrach, Systems Inc. unter diesem Handelsnamen vertrieben wird. Beim Beispiel 7 wurde das Substrat 2 Stunden lang einer unter Rückfluss siedenden tll0 C3 0,1%gen Lösung von t-Butyldimethylchlorsilan in Toluol ausgesetzt und anschlie- ssend 12 Stunden lang in einem Exsikkator getrocknet. Auf die so behandelten Substrate und auf ein Substrat, auf welchem keine Schicht erzeugt worden war (Beispiel 4), wurde dann ein Schmierstofffilm aufgebracht und jeweils der Kontaktwinkel zwischen der Substratoberfläche und dem Schmierstofffllm gemessen. Ein Vergleich der bei den vier Beispielen gemessenen Kontaktwinkel zeigt, dass durch das Erzeugen der die -Haftung beeinflussenden Schicht auf der Substratoberfläche, insbesondere durch die Erzeugung einer Schicht aus dem t-Butyldimethyl- chlorsilan, der Kontaktwinkel beachtlich erhöht werden konnte.

Claims: PATENTANSPRUCHE 1. Anordnung welche aus einer Magnetplatte und einem darüber angeordneten Magnetkopf besteht, wobei die dem Magnetkopf zugewandte Seite der Magnetplatte von einer aus einem polymeren Bindemittel, in wel cher magnetische Teilchen dispergiert sind, beste henden magnetisierbaren Schicht (1) gebildet wird, auf die magnetisierbare Schicht (1) ein Schmier stoffilm (5) aufgebracht ist und das Substrat des Magnetkopfs (2) mindestens teilweise aus einem ke ramischen Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (3) der magnetisierbaren Schicht (l) mit einer im wesentlichen monomolekularen, haftvermittelnden Schicht (4) vollständig bedeckt ist, welche aus einem Material besteht, welches chemisch an die magnetisierbare Schicht (1) gecun- den ist, welche eine höhere Oberflächenspannung als die magnetisierbare Schicht (l) hat und welche van der Waals'sche Bindungen zu dem Schmierstof film ausbildet, und/oder die Unterseite (6) und die Vorder- und Rückfront (7 bzw. 8) des Magnet kopfes (2), welche aus Magnetkopfsubstratmaterial bestehen, mit einem Material unter Bildung einer haftvermindernden Schicht (9) imprägniert sind, welches eine Haftung beachtlicher Schmierstoffmen gen am Substratmaterial verhindert. 2. Anordnung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Bindemittel ein Epoxidharz ist. 3. Anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmierstoffilm (5) aus einem perfluor polyätheröl oder einem Gemisch solcher Öle b - steht. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die haftvermittelende Schicht (4) aus einem Reaktionsprodukt zwischen einem Material aus der Gruppe EMI21.1 n - C6F13 - CH2 - CH2 - Si CH3 Cl2 n - C6F13 - CH2 - CH2 - Si Cl3 CF3 - CH2 - CH2 - Si CH3 (OCH3)2 CHF@ - (CF@)@ - Si Cl@ und freien OH¯-Gruppen an der Oberfläche des polymeren Bindemittels besteht. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die haftvermindernde Schicht (9) keine chemi sche Affinität zum Schmierstoff und eine geringere Oberflächenspannung als die Substratoberfläche hat. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die haftvermindernde Schicht (9) aus einem Reaktionsprodukt zwischen einer Verbindung aus einer Gruppe von Verbindungen mit den allgemei nen Formeln R1R2R3 Si X1, R R Si X2 und R Si X3, wobei X = -Cl, -OCH#, -OC@H@, - OSO@-CF@ und R ,R2 ,R3 = CH3-, C2H5-, -C6 1113, C18 37 , -C6H5, teilfluorierte Alkylgruppen, oder EMI22.1 u.ä. bedeuten und den freien OH-Gruppen an der Oberfläche des bevorzugt aus einem TiC/Al2O3-Sintermaterial be stehenden Substrats des Magnetkopfes (2) besteht. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbare Schicht (l) aus einer Dis persion von Eisenoxidteilchen in einem Epoxydharz, die haftvermittelnde Schicht (4) aus dem Reaktions produkt zwischen EMI23.1 und den OH-Gruppen auf der Epoxydharzoberfläche (3), das Schmiermittel aus einem Perfluorpoly ätheröl, das Substrat des Magnetkopfes (2) aus einem TiC/Al203-Sintermaterial und die haftvermindernde Schicht (8) aus dem Reaktionsprodukt zwischen EMI23.2 und den OH-Gruppen an der Oberfläche des TiC/Al2O3-Sintermaterials bestehen. 8. Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen des Schmierstoffs auf die magnetisierbare Schicht (1) der Magnetplatte die reaktiven Gruppen auf der Oberfläche (3) der ma gnetisierbaren Schicht (l) mit einem Sililierungs mittel zur Reaktion gebracht werden, welches eine chemische Affinität zu den reaktiven Gruppen auf der Oberfläche (3) der magnetisierbaren Schicht (l) aufweist und dessen von der reaktiven Gruppe des Sililierungsmittels am weitesten entfernte, endständige Gruppe zu Gruppen des Schmierstoffs van der Waals'sche Bindungen auszubilden vermögen, und/oder dass die reaktiven Gruppen an der Oberflä che des Substrats des Magnetkopfes (2) mit einem Sililierungsmittel zur Reaktion gebracht wird, welches eine chemische Affinität zu den reaktiven Gruppen an der Oberfläche des Substrats aufweist und dessen von der reaktiven Gruppe des Sililie rungsmittels am weitesten entfernte endständige Gruppen sich gegenüber den Schmierstoffmolekülen chemisch indifferent bzw. abstossend verhalten. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Sililierungsmittel, bevorzugt in Lösung, durch Tauchen, Aufschleudern oder Sprühen auf die Oberfläche der magnetisierbaren Schicht (l) bzw. des Substrats des Magnetkopfes (2) auf gebracht wird, dass anschliessend entweder bei Raum temperatur ungefähr einen Tag oder bei ungefähr 1000C ungefähr 2 Stunden lang in einer feuchtig keitsfreien Atmosphäre getrocknet wird. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erzeugen der haftvermittelnden Schicht (4) Schmierstoff auf die haftvermittelnde Schicht (4) aufgetragen, und dann eingerieben wird und schliesslich der Schmierstoffüberschuss abgewischt wird. 11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Sililierungsmittel Glasclad, ein unter diesem Handelsnamen von der Firma Petrach, Systems Inc. vertriebenes Siloxan, auf die Oberfläche des Substrats des Magnetkopfs (2) aufgebracht wird.

Inventors: GLATZEL, MICHAEL, DIPL.-PHYS., HINKEL, HOLGER, DR., DIPL.-PHYS., KAUS, GERHARD, DR. DIPL.-MIN., KRAUS, GEORG, KUENZEL, ULRICH, DR., DIPL.-CHEM., MAX, ERHARD, DR., DIPL.-PHYS., MOENNICH, ANNELIE
Applicants: IBM DEUTSCHLAND GMBH, INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
Application year: 1983
Main classification: G11B5
IPC codes: C09D163, G11B5, C10M107, C09D5, C10N40