JP2001067644A - Coating lubricant for magnetic recording device and lubricating structure utilizing same - Google Patents
Coating lubricant for magnetic recording device and lubricating structure utilizing sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータやワー
クステーションなどの情報処理装置に用いられる例えば
磁気ディスクの磁気記録層、或いはこの磁気記録層に近
接或いは接触して配設されるヘッドスライダに用いられ
る磁気記録装置用潤滑剤と該潤滑剤を使用した潤滑構造
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for, for example, a magnetic recording layer of a magnetic disk used in an information processing apparatus such as a computer or a work station, or a head slider disposed close to or in contact with the magnetic recording layer. The present invention relates to a lubricant for a magnetic recording device and a lubricating structure using the lubricant.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近の磁気記録装置では、高速回転する
磁気ディスク(100)の上の空気抵抗（空気潤滑）により
浮上するヘッドスライダ(200)に磁気ヘッド(200a)を搭
載し、前記磁気ヘッド(200a)で磁気記録層(400)にデー
タを書き込んだり、或いは磁気記録層(400)に記録され
たデータを読み取る事で記録・再生を行ってきた。現在
では、磁気ディスク(100)の磁気記録密度の飛躍的向上
に従って、磁気記録層(400)に沿って配設される磁気ヘ
ッド(200a)の磁気記録層(400)迄の距離（浮揚高さ(H)）
も極く僅かなものになって来ており、最近では磁気記録
層(400)のビット間隔(B)が150〜200ｎｍ、浮揚高さが40
〜50ｎｍというような数字となっている。2. Description of the Related Art In a recent magnetic recording apparatus, a magnetic head (200a) is mounted on a head slider (200) flying by air resistance (air lubrication) on a magnetic disk (100) rotating at a high speed. Recording / reproducing has been performed by writing data to the magnetic recording layer (400) in (200a) or reading data recorded in the magnetic recording layer (400). At present, as the magnetic recording density of the magnetic disk (100) increases dramatically, the distance (flying height) to the magnetic recording layer (400) of the magnetic head (200a) disposed along the magnetic recording layer (400) is increased. (H))
The bit interval (B) of the magnetic recording layer (400) has recently become 150 to 200 nm, and the flying height has been reduced to 40.
It is a number such as ~ 50 nm.
【０００３】将来的は、更なる磁気密度の向上が見込ま
れており、当然その延長上として浮揚高さも更に小さ
く、或いは接触しつつ回転するようになることが見込ま
れている。（ただし、浮揚高さが小さくなるとそのコン
トロールが著しく困難になるため、接触式の方が有力に
なると考えられる。）この場合、当然磁気記録層とヘッ
ドスライダ(2)との接触確率が飛躍的に増加し、接触面
の摩耗が大問題となる。[0003] In the future, further improvement in magnetic density is expected, and as a matter of course, it is expected that the levitation height will be even smaller, or that it will rotate while contacting. (However, if the flying height is small, the control becomes extremely difficult, so the contact type is considered to be more effective.) In this case, the contact probability between the magnetic recording layer and the head slider (2) naturally increases dramatically. And wear of the contact surface becomes a major problem.
【０００４】現在でも、磁気記録層(400)とヘッドスラ
イダ(200)の接触面には、保護層としてのダイヤモンド
状カーボン層(300a)(300b)の形成、液体潤滑材の塗布に
よる潤滑層(600)の形成、更には磁気記録層(400)側にあ
っては20〜30ｎｍの高さを持つテクスチャ(700)（表面
に設けられた突起）の形成などが行われている。そして
稼働時（磁気ディスク(100)の回転時）にあっては、
磁気ディスク(100)側に異常接近・接触したヘッドスラ
イダ(200)をテクスチャ(700)に優先的に接触させる事、
潤滑層(600)により摩擦抵抗を極力小さくする事で保
護層(300a)(300b)並びに磁気記録層(400)の損耗を極力
抑制し、接触により発生する摩耗からの磁気記録層(40
0)の劣化或いは破壊を防いでいる。At present, a diamond-like carbon layer (300a) (300b) as a protective layer is formed on the contact surface between the magnetic recording layer (400) and the head slider (200), and a lubricating layer (300) is formed by applying a liquid lubricant. On the magnetic recording layer (400) side, a texture (700) (projections provided on the surface) having a height of 20 to 30 nm is formed. And at the time of operation (when the magnetic disk (100) is rotating),
Preferentially contact the head slider (200) that has abnormally approached or contacted the magnetic disk (100) with the texture (700);
The lubrication layer (600) minimizes the frictional resistance to minimize the wear of the protective layers (300a) (300b) and the magnetic recording layer (400), and minimizes the magnetic recording layer (40) from abrasion caused by contact.
0) is prevented from deteriorating or destroying.
【０００５】前記摩耗防止に対する最も重要な要素とし
て潤滑層(600)が挙げられる。現在の潤滑層(600)として
最もポピュラーなものとしてフッ化炭素膜を潤滑層(60
0)とする場合（特開平１−158622号、特開平４−44636
号）、グラファイト構造を有するフッ化黒鉛薄膜を潤滑
層(600)として使用するもの（特開平56−156931号、特
開平56−156932号、特開平64−156932号）、官能基を有
するフッ素系合成油を潤滑層(600)として使用するもの
（特開平７−129949号）などがある。[0005] The most important factor for the wear prevention is the lubricating layer (600). The most popular current lubrication layer (600) is a fluorocarbon film made of a lubrication layer (60
0) (JP-A-1-158622, JP-A-4-44636)
), Using a fluorinated graphite thin film having a graphite structure as a lubricating layer (600) (JP-A-56-156931, JP-A-56-156932, JP-A-64-156932), and a fluorine-based compound having a functional group. There is one using synthetic oil as the lubricating layer (600) (Japanese Patent Laid-Open No. 7-129949).
【０００６】前記材料による潤滑層(600)は現時点での
潤滑条件、即ち40〜50ｎｍの浮揚高さの場合では、磁気
記録層へのヘッドスライダ(200)の接触回数は限られた
ものとなり、前記材料でも満足するが、更に浮揚高さが
低くなり接触頻度が飛躍的に高くなれば、或いは接触状
態を保ったままで回転する場合は、到底前記材料では劣
化が激しく極く短時間で潤滑性能を維持できなくなると
考えられる。The lubricating layer (600) made of the above material has a limited number of times of contact of the head slider (200) with the magnetic recording layer under the current lubricating conditions, that is, in the case of a flying height of 40 to 50 nm. Although the above material is satisfactory, if the flying height is further reduced and the contact frequency is dramatically increased, or if the rotating is performed while maintaining the contact state, the material is extremely deteriorated and the lubricating performance is extremely short. Will not be maintained.
【０００７】即ち、高速回転している磁気ディスク(10
0)にヘッドスライダ(200)が接触するとその接触位置は
瞬間的に高温になり、潤滑層(600)がフッ素系合成油の
ような化学的な液体潤滑材料だけで構成されておれば、
瞬時に分解して性質が劣化し、これが頻繁に繰り返され
ることで短時間に潤滑性能が失われる事になる。また、
グラファイト構造を有するフッ化黒鉛薄膜のようなもの
であれば機械的強度が弱く、磁気ディスク(100)にヘッ
ドスライダ(200)が接触するとその衝撃により破壊さ
れ、次第に潤滑能力を喪失していく事になる。That is, a magnetic disk (10
When the head slider (200) comes into contact with (0), the contact position instantaneously becomes high in temperature, and if the lubricating layer (600) is made of only a chemical liquid lubricating material such as a fluorine-based synthetic oil,
It decomposes instantaneously, deteriorating the properties, and by repeating this frequently, the lubrication performance is lost in a short time. Also,
If the head slider (200) comes into contact with the magnetic disk (100), it will be destroyed by the impact, and the lubricating ability will gradually be lost if it is such as a graphite fluoride thin film having a graphite structure. become.
【０００８】その他、磁気記録層(400)に20〜30ｎｍの
高さを持つテクスチャ(700)を形成した場合、ヘッドス
ライダ(200)はテクスチャ(700)に妨げられて磁気記録層
(400)に20〜30ｎｍ以下に接近する事が出来ない。In addition, when a texture (700) having a height of 20 to 30 nm is formed on the magnetic recording layer (400), the head slider (200) is hindered by the texture (700) and
It is not possible to approach (400) below 20-30 nm.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来例では到底考えられなかったようなヘッドスライダ
の磁気ディスクへの近接或いは摺接状態を可能にする磁
気記録装置の開発に照準を合わせ、前記過酷な摩擦条件
に長期間に亘って耐えることが出来るような磁気記録装
置用潤滑剤と該潤滑剤を使用した潤滑構造の開発にあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is aimed at the development of a magnetic recording apparatus which enables a head slider to approach or slide into contact with a magnetic disk, which is hardly considered in such a conventional example. In addition, there is a need to develop a lubricant for a magnetic recording device capable of withstanding the severe friction conditions for a long period of time and a lubricating structure using the lubricant.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】「請求項１」は、基本的
な磁気記録装置用潤滑塗布剤に関し「疎水基を有する単
層或いは複層の中空ナノカーボン(6a)が溶媒に分散され
ている」事を特徴とする。A first aspect of the present invention relates to a basic lubricant coating material for a magnetic recording apparatus, wherein a single layer or multiple layers of hollow nanocarbon (6a) having a hydrophobic group is dispersed in a solvent. "Is".
【００１１】この場合は潤滑層(6)を構成する材料とし
て中空ナノカーボン(6a)を単独で用いる場合で、磁気記
録装置用潤滑塗布剤中に磁気ディスク(1)やヘッドスラ
イダ(2)を浸漬してその表面に均一に中空ナノカーボン
(6a)が分散されている溶媒を塗布し、続いて溶媒を揮散
させることで磁気ディスク(1)或いはヘッドスライダ(2)
の表面の保護層(3)に中空ナノカーボン(6a)を均一に付
着させる。前記塗布方法として、「浸漬」の他に「スプ
レー」その他適宜な方法が使用される。図１の場合は磁
気ディスク(1)及びヘッドスライダ(2)の両方に中空ナノ
カーボン(6a)の潤滑層(6)が形成されているが、潤滑層
(6)の厚さを出来るだけ薄くする必要がある場合は何れ
か一方だけでもよい。一般的には図１のように磁気ディ
スク(1)側に塗布される。前記中空ナノカーボン(6a)に
は単層のものと複層のもの或いはそれらが柱状のもの或
いは球状のものなどがあり、いずれを使用しても良い。In this case, the hollow nanocarbon (6a) is used alone as a material constituting the lubricating layer (6), and the magnetic disk (1) and the head slider (2) are contained in the lubricant coating material for the magnetic recording device. Hollow nanocarbon uniformly immersed in its surface
(6a) is applied with a solvent in which the solvent is dispersed, and then the solvent is volatilized, thereby magnetic disk (1) or head slider (2)
The hollow nanocarbon (6a) is evenly adhered to the protective layer (3) on the surface of. As the application method, besides "immersion", "spray" and other appropriate methods are used. In the case of FIG. 1, a lubricant layer (6) of hollow nanocarbon (6a) is formed on both the magnetic disk (1) and the head slider (2).
When it is necessary to reduce the thickness of (6) as much as possible, only one of them may be used. Generally, it is applied to the magnetic disk (1) as shown in FIG. The hollow nanocarbon (6a) includes a single-layered structure, a multi-layered structure, and a columnar or spherical structure, and any of them may be used.
【００１２】本明細書全体を通じて言えることである
が、潤滑層(6)の厚さを出来るだけ薄くする必要がある
ため、潤滑層(6)は中空ナノカーボン(6a)の単層状態で
ある事が好ましい。中空ナノカーボン(6a)は溶媒に分散
されているので、希釈率を選ぶだけで、中空ナノカーボ
ン(6a)の塗布量を自由に変更する事が出来る。また、溶
媒に分散された中空ナノカーボン(6a)は、その相互作用
(同種のものが互いに或距離以上に近づいた場合、互い
に反発しあう現象で、これにより互いの間隔が略一定に
保持される事になる。)により溶媒内でほぼ均一に分散
状態を保っているので、これを保護層(3)上に塗着し、
溶媒を揮散させた場合、中空ナノカーボン(6a)は保護層
(3)上に均一に分散する事になる。As can be said throughout the present specification, it is necessary to make the thickness of the lubricating layer (6) as thin as possible, so that the lubricating layer (6) is a single layer of hollow nanocarbon (6a). Things are preferred. Since the hollow nanocarbon (6a) is dispersed in the solvent, the coating amount of the hollow nanocarbon (6a) can be freely changed only by selecting the dilution ratio. In addition, hollow nanocarbon (6a) dispersed in the solvent
(When the same kind approaches each other more than a certain distance, they repel each other, and the distance between them is kept almost constant.) So, apply this on the protective layer (3),
When the solvent evaporates, the hollow nanocarbon (6a) becomes a protective layer.
(3) It will be uniformly dispersed on the top.
【００１３】前記中空ナノカーボン(6a)は、そのもので
は疎水基を持たないため、疎水基で修飾される事によっ
て疎水化される。修飾方法は後述する。これによりヘッ
ドスライダ(2)或いは磁気ディスク(1)の表面への周囲雰
囲気の水分の凝集を妨げ、磁気ディスク(1)の表面に対
してヘッドスライダ(2)を近接させ或いは摺接させた場
合に水分の表面張力によるヘッドスライダ(2)の磁気デ
ィスク(1)への付着を防止している。Since the hollow nanocarbon (6a) itself does not have a hydrophobic group, it is hydrophobized by modification with the hydrophobic group. The modification method will be described later. This prevents water in the surrounding atmosphere from aggregating on the surface of the head slider (2) or the magnetic disk (1), and causes the head slider (2) to approach or slide against the surface of the magnetic disk (1). This prevents the head slider (2) from adhering to the magnetic disk (1) due to the surface tension of water.
【００１４】中空ナノカーボン(6a)の保護層(3)への付
着は物理的吸着力に依る。物理的吸着力に依る「潤滑機
構」は、保護層(3)の表面に存在する「欠陥」と、チュ
ーブ状或いは球状中空ナノカーボン(6a)の表面に存在す
る「欠陥」とが「ダングリングボンド」を形成し、保護
層(3)の表面に中空ナノカーボン(6a)が固定されるよう
になる。この固定は永久的なものでなく、結合力より大
きな力が加わった時にはボンドは外れ、中空ナノカーボ
ン(6a)は保護層(3)の表面を移動する事になる。そし
て、移動先の停止位置で再度前記「ダングリングボン
ド」を形成して保護層(3)の表面に固定される事にな
る。これにより中空ナノカーボン(6a)は、相対移動する
ヘッドスライダ(2)の保護層(3b)と磁気ディスク(1)の保
護層(3a)との間に常在し、ヘッドスライダ(2) の保護層
(3b)と磁気ディスク(1)の保護層(3a)との直接的な接触
を防止する。The attachment of the hollow nanocarbon (6a) to the protective layer (3) depends on the physical adsorption force. The "lubrication mechanism" based on physical adsorption force is based on the fact that "defects" on the surface of the protective layer (3) and "defects" on the surface of the tubular or spherical hollow nanocarbon (6a) are "dangling". A "bond" is formed, and the hollow nanocarbon (6a) is fixed on the surface of the protective layer (3). This fixing is not permanent, and when a force larger than the bonding force is applied, the bond is released, and the hollow nanocarbon (6a) moves on the surface of the protective layer (3). Then, the “dangling bond” is formed again at the stop position of the moving destination and is fixed to the surface of the protective layer (3). As a result, the hollow nanocarbon (6a) is always present between the protective layer (3b) of the head slider (2) and the protective layer (3a) of the magnetic disk (1), which move relative to each other. Protective layer
(3b) prevents direct contact with the protective layer (3a) of the magnetic disk (1).
【００１５】なお、本明細書全体において、あるものの
下位概念を表現する場合、そのものの番号にアルファベ
ット小文字或いは数字の添え字を付加して表す。中空ナ
ノカーボン(6a)の種類としては、図５に示すようにチュ
ーブ状のもの(6a1)と図６に示すように球状のもの(6a2)
とがある。また、前記両者には単層のものや複層のもの
がある。なお、疎水性の官能基としては、例えばアルキ
ル基（メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基）、
アルコキシル基（メトキシ基、エトキシ基、プロピオキ
シ基、ブチロキシ基）、ベンジル基等が挙げられる。In the entire specification of the present specification, when a lower concept of a certain thing is expressed, it is expressed by adding a lowercase alphabet or a numerical suffix to the number itself. The types of hollow nanocarbon (6a) are tubular (6a1) as shown in FIG. 5 and spherical (6a2) as shown in FIG.
There is. The above two types include a single layer type and a multiple layer type. In addition, as a hydrophobic functional group, for example, an alkyl group (methyl group, ethyl group, butyl group, propyl group),
Examples include an alkoxyl group (a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butyroxy group) and a benzyl group.
【００１６】「請求項２」は、他の磁気記録装置用潤滑
塗布剤に関し「フッ素系合成油(6b)と、中空ナノカーボ
ン(6a)とが溶媒に分散されている」事を特徴とする。Claim 2 relates to another lubricating coating material for a magnetic recording device, characterized in that "fluorinated synthetic oil (6b) and hollow nanocarbon (6a) are dispersed in a solvent". .
【００１７】この場合は潤滑層(6)を構成する材料とし
て、中空ナノカーボン(6a)とフッ素系合成油(6b)とが用
いられる場合で、中空ナノカーボン(6a)の潤滑性をフッ
素系合成油(6b)によって更に補強したものである。塗布
面に塗布された場合、フッ素系合成油(6b)は中空ナノカ
ーボン(6a)の間を埋め、且つその疎水性によりヘッドス
ライダ(2)或いは磁気ディスク(1)の表面への周囲雰囲気
の水分の凝集を妨げ、磁気ディスク(1)の表面に対して
ヘッドスライダ(2)を近接させ或いは摺接させた場合に
水分の表面張力によるヘッドスライダ(2)の磁気ディス
ク(1)への付着を防止している。In this case, when the hollow nanocarbon (6a) and the fluorinated synthetic oil (6b) are used as materials constituting the lubricating layer (6), the lubricity of the hollow nanocarbon (6a) is It is further reinforced by synthetic oil (6b). When applied to the application surface, the fluorinated synthetic oil (6b) fills the space between the hollow nanocarbons (6a) and, due to its hydrophobicity, the surrounding atmosphere on the surface of the head slider (2) or the magnetic disk (1). When the head slider (2) is brought close to or slid into contact with the surface of the magnetic disk (1), the head slider (2) adheres to the magnetic disk (1) due to the surface tension of the water, preventing the aggregation of water. Has been prevented.
【００１８】上記請求項１又は２に使用される中空ナノ
カーボン(6a)としては、チューブ状のもの(6a1)、或い
は球状のもの(6a2)があり、更にこれらには単層のもの
又は複層のものがある事は前述の通りである。また、中
空ナノカーボン(6a)とフッ素系合成油(6b)とで形成され
る潤滑層(6)は、ヘッドスライダ(2)或いは磁気ディスク
(1)の何れか一方或いは両方に形成される。一般的には
図３のように磁気ディスク(1)側に形成される。また、
フッ素系合成油(6b)は図３(ロ)のように、フッ素系合成
油(6b)が官能基を有しない場合、図３(ハ)(ニ)のように官
能基を有する場合が挙げられる。図３(ホ)は磁気ディス
ク(1)側に中空ナノカーボン(6a)が単層にて塗布され、
その間をフッ素系合成油(6b)が埋めている例である。The hollow nanocarbon (6a) used in claim 1 or 2 includes a tubular one (6a1) or a spherical one (6a2). The fact that there is a layer is as described above. Further, the lubricating layer (6) formed of the hollow nanocarbon (6a) and the fluorinated synthetic oil (6b) is used for the head slider (2) or the magnetic disk.
It is formed on one or both of (1). Generally, it is formed on the magnetic disk (1) side as shown in FIG. Also,
As shown in FIG. 3 (b), the fluorine-based synthetic oil (6b) has a case where the fluorine-based synthetic oil (6b) has no functional group, and a case where the fluorine-based synthetic oil (6b) has a functional group as shown in FIG. Can be FIG. 3 (e) shows that a single layer of hollow nanocarbon (6 a) is applied to the magnetic disk (1) side,
In this example, a fluorine-based synthetic oil (6b) fills the gap.
【００１９】「請求項３」は中空ナノカーボン(6a)の表
面構造に関し「中空ナノカーボン(6a)の表面に、塗布
後、塗布表面の欠陥との間でダングリングボンドを生じ
るような欠陥が形成されている」事を特徴とする。ダン
グリングボンドを形成するための欠陥は、雰囲気中のイ
オン(例えばAr)で中空ナノカーボン(6a)を構成している
炭素原子が叩き出される(スパッタされる)エネルギより
も低いエネルギ（数１０エレクトロンボルト）でArプラ
ズマを照射する事で形成される。一例として、請求項１
又は２の溶媒内にはこのような欠陥形成処理がなされた
中空ナノカーボン(6a)が分散される事になる。Claim 3 relates to the surface structure of the hollow nanocarbon (6a). "After coating, the surface of the hollow nanocarbon (6a) is free from defects that cause dangling bonds between the surface and the defects on the coated surface. Is formed. " The defect for forming a dangling bond is an energy (several tens of tens) lower than the energy at which carbon atoms constituting the hollow nanocarbon (6a) are beaten out (sputtered) by ions (for example, Ar) in the atmosphere. It is formed by irradiating Ar plasma with electron volts. As an example, claim 1
Alternatively, the hollow nanocarbon (6a) subjected to such a defect forming treatment is dispersed in the solvent 2.
【００２０】「請求項４」は中空ナノカーボン(6a)に関
し、「請求項１〜３の何れかに記載の中空ナノカーボン
(6a)が、ケッチェンブラックから取り出されたものであ
る」事を特徴とする。中空ナノカーボン(6a)はアーク放
電やレーザで形成されたものの他、ケッチェンブラック
を適宜切断し、その切断片群の中から必要な直径、粒度
のものを篩い分けて採取したものが使用される。直径、
粒度の篩い分けは、後述する。[0020] Claim 4 relates to the hollow nanocarbon (6a).
(6a) has been taken out of Ketjen Black. " Hollow nanocarbon (6a) is not only one formed by arc discharge or laser, but also one obtained by appropriately cutting Ketjen Black, and sieving the required diameter and particle size from a group of cut pieces. You. diameter,
The sieving of the particle size will be described later.
【００２１】「請求項５」に記載の磁気記録装置の潤滑
構造「図１，２参照」は、(a)回転可能に配設され、そ
の表面に磁気記録層(4)が形成され、更にその表面が保
護層(3a)にて覆われている磁気ディスク(1)と、(b)磁気
ディスク(1)の保護層(3a)に近接或いは接触して配設さ
れ、磁気ヘッド(2a)を搭載し、少なくとも磁気ディスク
(1)の保護層(3a)に対向する面が保護層(3b)にて覆われ
ているヘッドスライダ(2)とで構成された磁気記録装置
であって、(c)磁気ディスク(1)の保護層(3a)又はヘッド
スライダ(2)の保護層(3b)の少なくとも何れか一方に潤
滑層(6)が形成されており、(d)前記潤滑層(6)が、疎水
化された中空ナノカーボン(6a)で構成されている事を特
徴とする。A lubricating structure (see FIGS. 1 and 2) for a magnetic recording apparatus according to claim 5 is (a) rotatably disposed, and a magnetic recording layer (4) is formed on the surface thereof. A magnetic disk (1) whose surface is covered with a protective layer (3a), and (b) a magnetic head (2a) disposed close to or in contact with the protective layer (3a) of the magnetic disk (1). Equipped with at least a magnetic disk
(1) a magnetic recording device comprising a head slider (2) whose surface facing the protective layer (3a) is covered with a protective layer (3b), and (c) a magnetic disk (1) A lubricating layer (6) is formed on at least one of the protective layer (3a) or the protective layer (3b) of the head slider (2), and (d) the lubricating layer (6) is hydrophobized. It is characterized by being composed of hollow nanocarbon (6a).
【００２２】この場合は請求項１に記載された磁気記録
装置用潤滑塗布剤を使用して潤滑層(6)を構成する場合
で、潤滑層(6)の材料としては中空ナノカーボン(6a)が
単独で使われる事になる。此処で使用される中空ナノカ
ーボン(6a)は、チューブ状のもの(6a1)、或いは球状の
もの(6a2)があり、更にこれらには単層のもの又は複層
のものがある事は前述の通りである。In this case, the lubricating layer (6) is formed by using the lubricating coating material for a magnetic recording device according to claim 1, and the material of the lubricating layer (6) is hollow nanocarbon (6a). Will be used alone. The hollow nanocarbon (6a) used here includes a tubular one (6a1) or a spherical one (6a2). It is on the street.
【００２３】この場合、磁気記録層(4)を保護する保護
層(3)「一般的にはダイヤモンド状カーボン或いはフッ
素化ダイヤモンド状カーボンで形成される」への衝突に
よる衝撃或いは摺動による摩擦が加わっても中空ナノカ
ーボン(6a)が破損することなくクッション材として働き
前記衝撃を吸収する。或いはヘッドスライダ(2)が磁気
ディスク(1)に接して摺動した場合には、保護層(3)上の
中空ナノカーボン(6a)上を摺動し摩擦力を大幅に低下さ
せる。この場合、中空ナノカーボン(6a)が転動する事も
考えられ、摩擦力の大幅低下に寄与する。In this case, the impact due to the collision with the protective layer (3) “generally made of diamond-like carbon or fluorinated diamond-like carbon” or the friction due to sliding on the protective layer (3) for protecting the magnetic recording layer (4) is reduced. Even if added, the hollow nanocarbon (6a) acts as a cushion material without being damaged, and absorbs the impact. Alternatively, when the head slider (2) slides in contact with the magnetic disk (1), the head slider (2) slides on the hollow nanocarbon (6a) on the protective layer (3) to greatly reduce the frictional force. In this case, the hollow nanocarbon (6a) may roll, which contributes to a drastic reduction in frictional force.
【００２４】加えて中空ナノカーボン(6a)は強度的に非
常に強靱なものであるので、前記衝撃或いは摺動又は転
動によって破損することは殆どなく、頻繁に繰り返され
る衝突或いは摺動又は転動によって潤滑性を喪失するこ
とはない。In addition, since the hollow nanocarbon (6a) is very tough in terms of strength, it is hardly damaged by the above-mentioned impact, sliding or rolling, and frequently repeated collision, sliding or rolling. The movement does not cause loss of lubricity.
【００２５】前記中空ナノカーボン(6a)は、保護層(3)
に「ダングリングボンド」により結合している。ダング
リングボンドの結合力より大きい外力（衝撃或いは摺動
又は転動）が結合部分に働いた場合、結合が外れて保護
層(3)の表面から剥ぎ取られ、該中空ナノカーボン(6a)
は移動し、移動先で保護層(3)に結合する事になる。The hollow nanocarbon (6a) has a protective layer (3)
With a “dangling bond”. When an external force (shock or sliding or rolling) greater than the bonding force of the dangling bond acts on the bonding portion, the bonding is released and the hollow nanocarbon (6a) is peeled off from the surface of the protective layer (3).
Will move and bind to the protective layer (3) at the destination.
【００２６】「請求項６」に記載の磁気記録装置の潤滑
構造「図３，４参照」は、(a)回転可能に配設され、そ
の表面に磁気記録層(4)が形成され、その表面が保護層
(3a)にて覆われている磁気ディスク(1)と、(b)磁気ディ
スク(1)の保護層(3a)に近接或いは接触して配設され、
磁気ヘッド(2a)を搭載し、少なくとも磁気ディスク(1)
の保護層(3a)に対向する面が保護層(3b)にて覆われてい
るヘッドスライダ(2)とで構成された磁気記録装置であ
って、(c)磁気ディスク(1)の保護層(3a)又はヘッドスラ
イダ(2)の保護層(3b)の少なくとも何れか一方が潤滑層
(6)にて覆われており、(d)前記潤滑層(6)が、フッ素系
合成油分子(6b)と中空ナノカーボン(6a)の混合物で構成
されている事を特徴とする。The lubricating structure (see FIGS. 3 and 4) of the magnetic recording apparatus according to claim 6 is (a) rotatably provided, and a magnetic recording layer (4) is formed on the surface thereof. Surface is protective layer
(3a) magnetic disk (1) covered with, (b) disposed close to or in contact with the protective layer (3a) of the magnetic disk (1),
Equipped with a magnetic head (2a) and at least a magnetic disk (1)
A head slider (2) whose surface facing the protective layer (3a) is covered with a protective layer (3b), and (c) a protective layer of the magnetic disk (1). (3a) or at least one of the protective layer (3b) of the head slider (2) is a lubricating layer.
(6), and (d) the lubricating layer (6) is composed of a mixture of a fluorinated synthetic oil molecule (6b) and a hollow nanocarbon (6a).
【００２７】この場合「相互作用」により、フッ素系合
成油分子(6b)と中空ナノカーボン(6a)はランダムではあ
るが同種のもの同士が近接し合う事なく或る程度交互に
混じり合って保護層(3)上に並んで付着しているものと
考えられる。フッ素系合成油分子(6b)は中空ナノカーボ
ン(6a)より細いので、中空ナノカーボン(6a)の間を埋め
るような形で保護層(3)上に付着しているものと考えら
れる。In this case, the "interaction" protects the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) and the hollow nanocarbon (6a) by mixing them to some extent alternately without being close to each other, although they are random. It is considered that they are attached side by side on the layer (3). Since the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) is thinner than the hollow nanocarbon (6a), it is considered that the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) is attached to the protective layer (3) so as to fill the space between the hollow nanocarbons (6a).
【００２８】この場合もヘッドスライダ(2)と磁気ディ
スク(1)との間隙を出来るだけ小さくする事が好ましい
ので、潤滑層(6)は中空ナノカーボン(6a)の単層である
ことが好ましい。この場合、図３に示すように磁気ディ
スク(1)側に潤滑層(6)が形成され、単層の中空ナノカー
ボン(6a)の間にフッ素系合成油分子(6b)が存在するよう
にするのが一般的である。Also in this case, it is preferable to make the gap between the head slider (2) and the magnetic disk (1) as small as possible, so that the lubricating layer (6) is preferably a single layer of hollow nanocarbon (6a). . In this case, as shown in FIG. 3, a lubricating layer (6) is formed on the magnetic disk (1) side so that the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) exists between the single-layer hollow nanocarbon (6a). It is common to do.
【００２９】フッ素系合成油分子(6b)の保護層(3)への
付着形態としては、(イ)図３，４の部分拡大図面(ロ)にて
示すように、単にフッ素系合成油分子(6b)を中空ナノカ
ーボン(6a)の間に混在させる場合と、(ロ)図３，４の部
分拡大図面(ハ)にて示すように、フッ素系合成油分子(6
b)の一端に保護層(3)との親和性を有する極性基（官能
基）を結合させ、前記極性基にて保護層(3)の表面から
均質に延びるように付着し（この部分を均質層とす
る）、前記均質層の間にランダムに鎖型のフッ素系合成
油分子(6b)を絡み合って存在させる（この部分を不均一
層とする）場合とがある。The attachment form of the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) to the protective layer (3) is as follows: (a) As shown in the partially enlarged drawings (b) of FIGS. (6b) is mixed between the hollow nanocarbons (6a), and (b) as shown in the partially enlarged drawings (c) of FIGS.
A polar group (functional group) having an affinity for the protective layer (3) is bonded to one end of b), and the polar group is attached so as to extend uniformly from the surface of the protective layer (3). There is a case where a chain type fluorine-based synthetic oil molecule (6b) is randomly entangled between the homogeneous layers (this portion is regarded as a non-uniform layer).
【００３０】フッ素系合成油分子(6b)としては、パーフ
ルオロポリエーテル、ポリアルファオレフィン(PAO=POL
Y-α-OLEFIN)、ポリブテン(PBT=POLYBUTENE)、ポリオキ
シプロピレンモノエーテル(POP=POLYOXYPROPYLENEMONOE
HTER)、マレイックアニドライドモディファイドポリブ
テン(MPBT=MALEIC ANHYDRIDE MODIFIED POLYBUTENE)、
ピーエフピーイーダイオール(PFPE DIOL)等がその例示
として挙げられる。Examples of the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) include perfluoropolyether and polyalphaolefin (PAO = POL).
Y-α-OLEFIN), polybutene (PBT = POLYBUTENE), polyoxypropylene monoether (POP = POLYOXYPROPYLENEMONOE)
HTER), MALEIC ANHYDRIDE MODIFIED POLYBUTENE (MPBT = MALEIC ANHYDRIDE MODIFIED POLYBUTENE),
An example thereof is PFPE DIOL.
【００３１】フッ素系合成油分子(6b)の作用として、フ
ッ素系合成油分子(6b)の持つ疎水性にて周囲の水分子の
保護層(3)への吸着を防ぐと同時にその優れた潤滑性に
て摩擦力を大幅に減少させる。フッ素系合成油分子(6b)
と中空ナノカーボン(6a)とを同時に用いる最大のメリッ
トとしては、前述の衝突による衝撃や摺動に対しては直
接的には中空ナノカーボン(6a)がその時に加わる外力を
担持し、分解しやすいフッ素系合成油分子(6b)に直接前
記外力が加わるのを防止してフッ素系合成油分子(6b)の
分解を防ぎ、フッ素系合成油分子(6b)による潤滑性能の
長期化を図る事が出来るようになる点である。勿論、疎
水化した中空ナノカーボン(6a)を用いても良い。As a function of the fluorine-based synthetic oil molecule (6b), the hydrophobicity of the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) prevents the surrounding water molecules from adsorbing to the protective layer (3), and at the same time, provides excellent lubrication. Greatly reduces frictional force. Fluorine-based synthetic oil molecule (6b)
The greatest advantage of simultaneously using the hollow nanocarbon (6a) and the hollow nanocarbon (6a) is that the hollow nanocarbon (6a) directly carries the external force applied at that time against To prevent the decomposition of the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) by applying the external force directly to the easy-to-use fluorine-based synthetic oil molecule (6b) and to prolong the lubrication performance of the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) The point is that it becomes possible. Of course, hydrophobic hollow nanocarbon (6a) may be used.
【００３２】「請求項７」に記載の磁気記録装置の潤滑
構造は「請求項５又は６に記載の中空ナノカーボン(6a)
が、球状である」ことを特徴とする。中空ナノカーボン
(6a)が球状であれば、弾力に富む中空ナノカーボン(6a
2)が保護層(3)上を容易に転動するようになり、ヘッド
スライダ(2)の磁気ディスク(1)に対する摺動時の摩擦係
数を更に小さく出来る。The lubricating structure of the magnetic recording device according to claim 7 is the same as the hollow nanocarbon (6a) according to claim 5 or 6.
Are spherical ". Hollow nanocarbon
If (6a) is spherical, elastic nano hollow carbon (6a
2) easily rolls on the protective layer (3), and the coefficient of friction when the head slider (2) slides on the magnetic disk (1) can be further reduced.
【００３３】また、前記弾力性はヘッドスライダ(2)の
保護層(3)への衝突時或いは摺動時の衝撃を緩和するこ
とが出来、それ単体で使用した場合でも潤滑性能の維持
が可能になるだけでなく、フッ素系合成潤滑油(6b)と共
に使用した場合、フッ素系合成潤滑油(6b)の潤滑性能を
フルに引き出すことが出来るだけでなくフッ素系合成潤
滑油(6b)の劣化を防止する事が出来る。Further, the elasticity can reduce the impact at the time of collision or sliding of the head slider (2) against the protective layer (3), and the lubrication performance can be maintained even when used alone. When used together with the fluorinated synthetic lubricating oil (6b), not only can the lubricating performance of the fluorinated synthetic lubricating oil (6b) be fully utilized, but also the deterioration of the fluorinated synthetic lubricating oil (6b) Can be prevented.
【００３４】「請求項８」に記載の磁気記録装置の潤滑
構造は「請求項５又は６に記載の中空ナノカーボン(6a)
が、管状である」ことを特徴とする。中空ナノカーボン
(6a)が(6a1)で示すように管状の場合、前述同様中空ナ
ノカーボン(6a)そのものが弾性に富むので、前述同様ヘ
ッドスライダ(2)の保護層(3)への衝突時或いは摺動時の
衝撃を緩和することが出来、フッ素系合成潤滑油(6b)と
共に使用した場合潤滑性能の劣化を防止させる事が出来
る。The lubricating structure of the magnetic recording apparatus according to the eighth aspect is the hollow nanocarbon (6a) according to the fifth or sixth aspect.
Is tubular ". Hollow nanocarbon
When (6a) is tubular as shown by (6a1), the hollow nanocarbon (6a) itself is rich in elasticity as described above, so that the head slider (2) collides with the protective layer (3) or slides as described above. The shock at the time can be reduced, and when used with the fluorine-based synthetic lubricating oil (6b), deterioration of the lubricating performance can be prevented.
【００３５】[0035]
【発明の実施の態様】以下、本発明を図示実施例に従っ
て説明する。第１発明は磁気記録装置用潤滑塗布剤に関
し、第２発明は前記潤滑剤を利用した磁気記録装置の潤
滑構造に関する。まず、磁気記録装置用潤滑塗布剤に付
いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. A first invention relates to a lubricating coating material for a magnetic recording device, and a second invention relates to a lubricating structure of a magnetic recording device using the lubricant. First, a lubricating coating material for a magnetic recording device will be described.
【００３６】「磁気記録装置用潤滑塗布剤の第１実施
例」この場合は中空ナノカーボン(6a)だけを有効成分と
して使用し且つ塗布面にその表面欠陥を利用して「ダン
グリングボンド」により結合させる場合で、このような
作用を有する中空ナノカーボン(6a)が溶媒に均一に分散
されている。溶媒は揮発性のもので、例えばベンゼン、
トルエン、フェノール、ニトロベンゼン、フロリナート
(スリーエムの商品名)、フォンブリン(モンテジソンの
商品名)或いはピリジンなどがある。希釈倍率は磁気デ
ィスク(1)の保護層(3)に形成する潤滑層(6)の厚さによ
るが、ここでは、中空ナノカーボン(6a)の単層による保
護層(3)を予定しているので、その希釈倍率はたとえば
中空ナノカーボン(6a)の含有量が0.1〜0.01重量％程度
のものになる。"First Embodiment of Lubricating Coating Agent for Magnetic Recording Apparatus" In this case, only hollow nanocarbon (6a) is used as an active ingredient, and "dangling bond" is performed by utilizing the surface defect on the coated surface. In the case of bonding, the hollow nanocarbon (6a) having such an action is uniformly dispersed in the solvent. The solvent is volatile, such as benzene,
Toluene, phenol, nitrobenzene, florinate
(Trade name of 3M), Fomblin (trade name of Montedison) or pyridine. The dilution ratio depends on the thickness of the lubricating layer (6) formed on the protective layer (3) of the magnetic disk (1), but here, a protective layer (3) consisting of a single layer of hollow nanocarbon (6a) is planned. Therefore, the dilution ratio is, for example, such that the content of the hollow nanocarbon (6a) is about 0.1 to 0.01% by weight.
【００３７】中空ナノカーボン(6a)としては、フラーレ
ンと言われる球状のもの(6a2)、或いはこれを成長させ
た管状のもの(6a1)、或いはカーボンブラック(又はケッ
チェンブラック)を適当に切断し、その直径及び長さを
ある程度揃えたものが使用される。また、中空ナノカー
ボン(6a)には単層のもの或いは複層のものがある。本発
明ではいずれのものを使用してもよい。As the hollow nanocarbon (6a), a spherical thing (6a2) called fullerene, a tubular thing (6a1) obtained by growing the same, or carbon black (or Ketjen black) is appropriately cut. , Whose diameter and length are adjusted to some extent are used. The hollow nanocarbon (6a) may be a single layer or a multi layer. In the present invention, any one may be used.
【００３８】その直径は化学反応によって形成した前２
者には、反応温度により約1.0〜5.0ｎｍ或いは２〜30ｎ
ｍのものなど種々のものがある。単層の場合は、例えば
平均直径0.78、0.9、1.1ｎｍのものなどがある。管状の
場合、その長さは成長度合いによって相違するが、0.1
〜20μｍである。管状ナノカーボン(6a1)のヤング率は
必ずしも明確でないが、ＡＦＭプローブで測定したヤン
グ率は約1.28TPaと言われ、ヤング率が700GPaの超高弾
性炭素繊維の約２倍である。[0038] The diameter is 2
About 1.0 to 5.0 nm or 2 to 30 n depending on the reaction temperature.
There are various types such as m. In the case of a single layer, for example, those having an average diameter of 0.78, 0.9, 1.1 nm and the like are available. In the case of a tube, its length depends on the degree of growth, but 0.1
2020 μm. Although the Young's modulus of the tubular nanocarbon (6a1) is not always clear, the Young's modulus measured with an AFM probe is said to be about 1.28 TPa, which is about twice that of the ultrahigh modulus carbon fiber having a Young's modulus of 700 GPa.
【００３９】カーボンブラック(又はケッチェンブラッ
ク)は、球状微細カーボンが無数に連結して塊を形成し
ているものである。このようなカーボンブラックから目
的の形状の中空ナノカーボン(6a)を取り出す方法として
カーボンブラック塊のプラズマ処理が挙げられる。即
ち、カーボンブラック塊にプラズマ照射を行うと、その
弱い部分が切断されてバラバラになる。そしてこれを不
活性気体中で一定方向に飛ばすと、大きい塊は近くに落
下し、軽いものは遠くに飛ぶので、同じ場所に溜まった
ものを集める事である程度形状の揃ったもの（ここでは
平均粒径が、2〜4、5〜7、8〜10、11〜13ｎｍ、特に微
細構造が発達した場合には1.0〜1.4ｎｍのもの）を選別
する事が出来る。Carbon black (or Ketjen black) is formed by connecting spherical fine carbon innumerably to form a lump. As a method of extracting hollow nanocarbon (6a) having a desired shape from such carbon black, a plasma treatment of a carbon black lump can be mentioned. That is, when plasma irradiation is performed on the carbon black lump, the weak portion is cut and scattered. When this is blown in a certain direction in an inert gas, large lumps fall close to each other and light ones fly far away. Particles having a particle size of 2 to 4, 5 to 7, 8 to 10, and 11 to 13 nm, particularly 1.0 to 1.4 nm when a microstructure is developed can be selected.
【００４０】前記中空ナノカーボン(6a)はそのままでは
疎水性を示さないので、そのままでは疎水性溶媒中に分
散させることが出来ない。そこで疎水化処理が行われ
る。疎水化処理としては、例えば中空ナノカーボン(6a)
をAr或いはAr＋H2プラズマでクリーニング及び活性化を
行う。続いて、Ar＋メタン雰囲気でプラズマ処理を行
い、中空ナノカーボン(6a)の表面にメチル基（勿論、雰
囲気を変える事で他の疎水基を取り付ける事は可能であ
る。）を取り付けた。Since the hollow nanocarbon (6a) does not show hydrophobicity as it is, it cannot be dispersed in a hydrophobic solvent as it is. Therefore, a hydrophobic treatment is performed. As the hydrophobic treatment, for example, hollow nanocarbon (6a)
Is cleaned and activated with Ar or Ar + H 2 plasma. Subsequently, plasma treatment was performed in an Ar + methane atmosphere to attach a methyl group (of course, it is possible to attach another hydrophobic group by changing the atmosphere) to the surface of the hollow nanocarbon (6a).
【００４１】別法として、中空ナノカーボン(6a)を500
℃程度の減圧メタン雰囲気中で40時間以上曝し且つ前記
減圧メタン雰囲気中でプラズマ放電を行い、中空ナノカ
ーボン(6a)の表面にメチル基（勿論、雰囲気を変える事
で他の疎水基を取り付ける事は可能である。）を取り付
けた。これにより疎水性を呈するようになり、疎水性溶
媒中に均一分散出来るようになる。中空ナノカーボン(6
a)を「ダングリングボンド」により結合させるには、中
空ナノカーボン(6a)の表面を低エネルギでプラズマ照射
する事によって行う。Alternatively, hollow nanocarbon (6a) may be
Expose for 40 hours or more in a reduced-pressure methane atmosphere at about ℃ and perform plasma discharge in the reduced-pressure methane atmosphere to attach a methyl group (of course, another hydrophobic group by changing the atmosphere) to the surface of the hollow nanocarbon (6a). Is possible.) As a result, it becomes hydrophobic and can be uniformly dispersed in a hydrophobic solvent. Hollow nanocarbon (6
The bonding of a) by "dangling bond" is performed by irradiating the surface of the hollow nanocarbon (6a) with plasma with low energy.
【００４２】潤滑材塗布の対象となる磁気記録装置は、
磁気ディスク(1)或いはヘッドスライダ(2)である。磁気
ディスク(1)は、図１に示すように基板層(5)の上に磁気
記憶層(4)が形成されており、磁気記憶層(4)は保護層(3
a)にて覆われている。保護層(3a)の厚みは５〜10ｎｍ
で、ダイヤモンド状カーボン或いはフッ素化ダイヤモン
ド状カーボンにて形成されている。The magnetic recording device to which the lubricant is applied is as follows:
It is a magnetic disk (1) or a head slider (2). The magnetic disk (1) has a magnetic storage layer (4) formed on a substrate layer (5) as shown in FIG. 1, and the magnetic storage layer (4) has a protective layer (3).
Covered in a). The thickness of the protective layer (3a) is 5 to 10 nm
And made of diamond-like carbon or fluorinated diamond-like carbon.
【００４３】一方、ヘッドスライダ(2)は図示しない片
持バネに取りつけられており、その後部に磁気ヘッド(2
a)が取りつけられている。そして、磁気ヘッド(2a)の保
護のために磁気ディスク(1)側の面にダイヤモンド状カ
ーボンにて形成された保護層(3b)が形成されている。本
明細書で単に保護層と言う場合、その符号は(3)とし、
磁気ディスク(1)側か、ヘッドスライダ(2)側かを区別す
る場合は(3a)(3b)とする。On the other hand, the head slider (2) is attached to a cantilever spring (not shown), and a magnetic head (2
a) is installed. Then, a protective layer (3b) made of diamond-like carbon is formed on the surface on the side of the magnetic disk (1) to protect the magnetic head (2a). When simply referred to as a protective layer in this specification, the code is (3),
When discriminating between the magnetic disk (1) side and the head slider (2) side, (3a) and (3b) are used.
【００４４】次に、中空ナノカーボン(6a)を保護層(3)
に「ダングリングボンド」により結合させる場合に付い
て説明する。中空ナノカーボン(6a)が溶媒中に均一分散
している第１実施例の磁気記録装置用潤滑塗布剤に、表
面状態が無塵に保たれている磁気ディスク(1)或いはヘ
ッドスライダ(2)を浸漬或いはスプレーし、溶媒を均一
に塗布する。然る後、溶媒を揮散させると中空ナノカー
ボン(6a)だけが、保護層(3)上に均一に分散した状態で
残留する。Next, the hollow nanocarbon (6a) is coated with the protective layer (3).
Will be described with reference to the case of bonding with a “dangling bond”. A magnetic disk (1) or a head slider (2) having a dust-free surface state is added to the lubricant coating material for a magnetic recording device of the first embodiment in which the hollow nanocarbon (6a) is uniformly dispersed in a solvent. Is dipped or sprayed, and the solvent is uniformly applied. Thereafter, when the solvent is evaporated, only the hollow nanocarbon (6a) remains in a state of being uniformly dispersed on the protective layer (3).
【００４５】中空ナノカーボン(6a)は保護層(3)表面に
直接接触しており、保護層(3)の表面に存在する「欠
陥」から伸びている結合手と中空ナノカーボン(6a)の表
面に形成された「欠陥」から伸びている結合手とが互い
に結合して「ダングリングボンド」を形成し、中空ナノ
カーボン(6a)を保護層(3)上に固定する。The hollow nanocarbon (6a) is in direct contact with the surface of the protective layer (3), and a bond extending from a “defect” existing on the surface of the protective layer (3) and the hollow nanocarbon (6a). Bonds extending from “defects” formed on the surface are combined with each other to form “dangling bonds”, and fix the hollow nanocarbon (6a) on the protective layer (3).
【００４６】次に本発明の潤滑作用に付いて説明する。
磁気ディスク(1)が停止状態の場合、ヘッドスライダ(2)
は中空ナノカーボン(6a)を介して保護層(3a)上に静止し
ている。この状態から磁気ディスク(1)が回転を始める
とヘッドスライダ(2)が保護層(3a)上を摺動し、或いは
極く僅か浮上しつつ相対移動して磁気ヘッド(2a)にて磁
気記憶層(4)に記録されている情報を読み取る。（勿
論、磁気ヘッド(2a)にて磁気記憶層(4)に情報を記録す
る場合もある。） 磁気ディスク(1)の記憶密度によって或いは情報の取り
出し速度によって磁気ディスク(1)の回転速度は決まる
事になるが、回転速度が十分遅い場合にはヘッドスライ
ダ(2)は磁気ディスク(1)上を摺動することになるし、あ
る程度早くなれば、摺動と浮揚とを繰り返しながら相対
移動する事になる。ただし、従来例よりも接触頻度は飛
躍的に増加する。Next, the lubricating action of the present invention will be described.
When the magnetic disk (1) is stopped, the head slider (2)
Is stationary on the protective layer (3a) via the hollow nanocarbon (6a). When the magnetic disk (1) starts to rotate from this state, the head slider (2) slides on the protective layer (3a), or moves relatively while slightly floating and magnetically stores in the magnetic head (2a). Read the information recorded in layer (4). (Of course, information may be recorded on the magnetic storage layer (4) by the magnetic head (2a).) The rotation speed of the magnetic disk (1) depends on the storage density of the magnetic disk (1) or the speed of taking out information. When the rotation speed is sufficiently low, the head slider (2) slides on the magnetic disk (1). Will do. However, the contact frequency increases dramatically compared to the conventional example.
【００４７】ヘッドスライダ(2)が保護層(3a)上を摺動
すると、微視的にみれば、ヘッドスライダ(2)の保護層
(3b)と、磁気ディスク(1)の保護層(3a)との接触と言う
ことになるが、その間に(好ましくは、単層の)中空ナノ
カーボン(6a)が介在し、保護層(3a)(3b)同士の直接的な
接触を妨げる。中空ナノカーボン(6a)は非常に軽く且つ
強靱で弾性を示すためヘッドスライダ(2)の摺動や接触
時の衝撃によって破損することなく優れた潤滑性を示
す。When the head slider (2) slides on the protective layer (3a), microscopically, the protective layer of the head slider (2)
(3b) and the contact between the protective layer (3a) of the magnetic disk (1), which means that (preferably a single layer) hollow nanocarbon (6a) is interposed, and the protective layer (3a ) (3b) prevents direct contact between each other. The hollow nanocarbon (6a) is very light, strong and elastic, and exhibits excellent lubricity without being damaged by the sliding of the head slider (2) or the impact at the time of contact.
【００４８】即ち、直径が約1.0〜1.4ｎｍでヘッドスラ
イダ(2)の衝突や摺動によって破損せず、強度が十分高
く且つ弾力性を有し、転動中に撓んだり凹んだりする事
があっても元の形状に復帰して破損するような事がない
中空ナノカーボン(6a)を潤滑層(6)とする事で、ヘッド
スライダ(2)が保護層(3)上を摺動する場合の摩擦係数が
大幅に小さくなる。同時に中空ナノカーボン(6a)の強靱
性によって潤滑性の経年劣化も非常に少ない。That is, the diameter of the head slider (2) is about 1.0 to 1.4 nm, is not damaged by collision or sliding of the head slider (2), has a sufficiently high strength and elasticity, and bends or dents during rolling. The head slider (2) slides on the protective layer (3) by using the hollow nanocarbon (6a) as a lubricating layer (6) that does not return to its original shape and break even if there is In this case, the coefficient of friction is greatly reduced. At the same time, the aging of the lubricity is very small due to the toughness of the hollow nanocarbon (6a).
【００４９】この時、中空ナノカーボン(6a)に加わる外
力が「ダングリングボンド」による結合力より大きい
と、前記結合が外れて中空ナノカーボン(6a)は移動する
が、移動先の停止位置で再度「欠陥」から伸びた結合手
同士による「ダングリングボンド」が形成されるため保
護層(3)からは離脱しない。転動性は球状ナノカーボン
(6a2)の方がチューブ状ナノカーボン(6a1)より優れてい
ると考えられる。保護層(3)はチューブ状ナノカーボン
(6a1)だけ、或いは球状ナノカーボン(6a2)だけで構成し
ても良いが、両者が混じり合った形で構成してもよい。At this time, if the external force applied to the hollow nanocarbon (6a) is larger than the bonding force due to the “dangling bond”, the bond is disengaged and the hollow nanocarbon (6a) moves. The "dangling bond" formed by the bonds extending from the "defect" is formed again, so that the "dangling bond" does not separate from the protective layer (3). Rolling property is spherical nanocarbon
It is considered that (6a2) is superior to the tubular nanocarbon (6a1). Protective layer (3) is tubular nanocarbon
(6a1) or the spherical nanocarbon (6a2) alone, or both may be mixed.
【００５０】そしてこのような中空ナノカーボン(6a)を
使用すれば、ヘッドスライダ(2)の衝突や摺動を中空ナ
ノカーボン(6a)が直接受けることになり、従来例で述べ
たテクスチャ(700)をあえて使用する必要はない。従っ
て最小隙間として中空ナノカーボン(6a)の直径までヘッ
ドスライダ(2)を磁気ディスク(1)の表面、即ち保護層
(3)に近接させる事が出来る。When such hollow nanocarbon (6a) is used, the collision or sliding of the head slider (2) is directly received by the hollow nanocarbon (6a), and the texture (700 It is not necessary to use). Therefore, the head slider (2) is moved to the surface of the magnetic disk (1), that is, the protective layer, up to the diameter of the hollow nanocarbon (6a) as the minimum gap.
It can be close to (3).
【００５１】また、この中空ナノカーボン(6a)は、その
表面に疎水化処理により疎水基を結合させているので、
周囲雰囲気の水分を寄せ付けず、保護層(3a)(3b)間に水
分が入り込んでヘッドスライダ(2)を磁気ディスク(1)に
その表面張力で固着してしまうというような事がない。Since the hollow nanocarbon (6a) has a hydrophobic group bonded to its surface by a hydrophobic treatment,
There is no possibility that moisture in the surrounding atmosphere is attracted and moisture does not enter between the protective layers (3a) and (3b) and fix the head slider (2) to the magnetic disk (1) by its surface tension.
【００５２】なお、前記の場合において、中空ナノカー
ボン(6a)をフッ化処理する場合は以下のように行う。反
応装置の雰囲気をフッ素ガス雰囲気（アルゴン又はヘリ
ウムにフッ素を含む炭化水素ガスを混入したもの）に
し、プラズマ雰囲気内でフッ素ガスと中空ナノカーボン
(6a)とを反応させ、炭素にフッ素を共有結合させる事で
行われる。前記の場合に於いて、潤滑層(6)は図１のよ
うに磁気ディスク(1)側だけに形成される場合と、図２
のように、ヘッドスライダ(2)と磁気ディスク(1)の両方
に形成される場合と、図示していないがヘッドスライダ
(2)側だけに形成される場合とがある。In the above case, the fluorination of the hollow nanocarbon (6a) is performed as follows. The atmosphere of the reactor was changed to a fluorine gas atmosphere (argon or helium mixed with a hydrocarbon gas containing fluorine).
(6a), and covalently bonding fluorine to carbon. In the above case, the lubrication layer (6) is formed only on the magnetic disk (1) side as shown in FIG.
The head slider (2) and the magnetic disk (1) as shown in FIG.
(2) It may be formed only on the side.
【００５３】磁気記録装置用潤滑塗布剤の第２実施例
は、中空ナノカーボン(6a)の潤滑性をフッ素系合成油(6
b)によって更に補強するために、中空ナノカーボン(6a)
に加えてフッ素系合成油(6b)を溶媒に分散した場合であ
る。本実施例で使用されるフッ素系合成油分子(6b)とし
ては、パーフルオロポリエーテルである。その平均分子
量は1500〜6000である。The second embodiment of the lubricating coating material for a magnetic recording apparatus is such that the lubricating property of the hollow nanocarbon (6a) is
To further reinforce by b), hollow nanocarbon (6a)
And a fluorine-based synthetic oil (6b) dispersed in a solvent. The fluorine-based synthetic oil molecule (6b) used in this example is perfluoropolyether. Its average molecular weight is between 1500 and 6000.
【００５４】前記ケースでは中空ナノカーボン(6a)が疎
水化されている場合も含まれる。いずれの場合でも「相
互作用」により、フッ素系合成油分子(6b)と中空ナノカ
ーボン(6a)はランダムではあるが同種のもの同士が近接
し合うことなく或る程度交互に混じり合って保護層(3)
上に並んで付着しているものと考えられる。In the above case, the case where the hollow nanocarbon (6a) is made hydrophobic is also included. In any case, due to the `` interaction '', the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) and the hollow nanocarbon (6a) are random but the same kind are mixed alternately to some extent without being close to each other, and the protective layer (3)
It is considered that they adhered side by side.
【００５５】この場合もヘッドスライダ(2)と磁気ディ
スク(1)との間隙を出来るだけ小さくする事が好ましい
ので、潤滑層(6)は中空ナノカーボン(6a)の単層である
ことが好ましい。そのためには図３のように磁気ディス
ク(1)側だけに潤滑層(6)を形成する事が好ましいが、図
４のようにヘッドスライダ(2)と磁気ディスク(1)の両方
に形成してもよいし、図示していないがヘッドスライダ
(2)側だけに形成してもよい。また、フッ素系合成油分
子(6b)の直径は中空ナノカーボン(6a)の直径より小さい
ので、中空ナノカーボン(6a)の間に入り込み、中空ナノ
カーボン(6a)を包み込む。これによりフッ素系合成油分
子(6b)の潤滑性が発揮される事になるが、接触面に加わ
る外力は中空ナノカーボン(6a)が担持してクッションの
役目を果たし、接触部位で瞬間的な発熱も発生させな
い。Also in this case, it is preferable to make the gap between the head slider (2) and the magnetic disk (1) as small as possible, so that the lubricating layer (6) is preferably a single layer of hollow nanocarbon (6a). . For this purpose, it is preferable to form the lubricating layer (6) only on the magnetic disk (1) side as shown in FIG. 3, but it is preferable to form the lubricating layer (6) on both the head slider (2) and the magnetic disk (1) as shown in FIG. Or a head slider (not shown).
(2) It may be formed only on the side. Further, since the diameter of the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) is smaller than the diameter of the hollow nanocarbon (6a), it enters between the hollow nanocarbons (6a) and encloses the hollow nanocarbon (6a). As a result, the lubricating properties of the fluorinated synthetic oil molecule (6b) are exhibited, but the external force applied to the contact surface is carried by the hollow nanocarbon (6a) and serves as a cushion. Does not generate heat.
【００５６】その結果、フッ素系合成油分子(6b)に前記
外力が直接加わる事もなければ熱によってダメージを受
ける事もないので、摺接或いは頻繁に繰り返される衝撃
の存在という過酷な使用条件下にも拘わらずフッ素系合
成油分子(6b)が長期にわたって劣化しない。そして、前
記フッ素系合成油分子(6b)には、図３、４の(ロ)に示す
ように単にフッ素系合成油分子(6b)が添加されて全体が
不均一層を形成している場合と、図３、４の(ハ)(ニ)に示
すようにフッ素系合成油分子(6b)に官能基が修飾され、
その一部は保護層(3)に付着して均一層を形成し、残部
が自由に移動する不均一層を形成している場合とがあ
る。As a result, since the external force is not directly applied to the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) and there is no damage due to heat, the slidable contact or the presence of frequently repeated impacts causes severe use conditions. Nevertheless, the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) does not deteriorate over a long period of time. Then, as shown in FIGS. 3 and 4 (b), the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) is simply added to the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) to form a non-uniform layer as a whole. As shown in (c) and (d) of FIGS. 3 and 4, a functional group is modified on the fluorine-based synthetic oil molecule (6b),
In some cases, a part thereof adheres to the protective layer (3) to form a uniform layer, and the remainder forms a non-uniform layer that moves freely.
【００５７】潤滑塗布剤の場合、中空ナノカーボン(6a)
とフッ素系合成油(6b)はその相互作用で溶媒中に均一に
分散しており、磁気記録装置の保護層(3)にこれらの分
散溶媒を塗布或いはスプレーなど適宜な方法で塗着し、
続いて溶媒のみを揮散させる。その結果、中空ナノカー
ボン(6a)とフッ素系合成油分子(6b)とが互いに混じり合
った状態で保護層(3)上に分散する事になる。この場合
フッ素系合成油分子(6b)の直径は中空ナノカーボン(6a)
の直径に比べてはるかに小さいので、前述のように中空
ナノカーボン(6a)の間にフッ素系合成油分子(6b)の塊が
介在し、疎水性と潤滑性とを補強する事になる。In the case of a lubricant coating agent, hollow nanocarbon (6a)
And the fluorinated synthetic oil (6b) are uniformly dispersed in the solvent by the interaction, and these dispersion solvents are applied to the protective layer (3) of the magnetic recording device by an appropriate method such as application or spraying,
Subsequently, only the solvent is evaporated. As a result, the hollow nanocarbon (6a) and the fluorine-based synthetic oil molecule (6b) are dispersed on the protective layer (3) in a state of being mixed with each other. In this case, the diameter of the fluorinated synthetic oil molecule (6b) is hollow nanocarbon (6a)
Since the diameter is much smaller than the diameter of the carbon nanoparticle, the mass of the fluorinated synthetic oil molecule (6b) is interposed between the hollow nanocarbons (6a) as described above, thereby reinforcing the hydrophobicity and lubricity.
【００５８】[0058]
【発明の効果】本発明によれば、中空ナノカーボンを潤
滑材として使用しているので、テクスチャを不用とする
事が出来、ヘッドスライダを磁気ディスクの表面に極限
まで近接させたり、或いは摺動させる事が出来、磁気デ
ィスクの高集積化に対応する事が出来る。また、フッ素
系合成油と共に使用した場合、中空ナノカーボンが緩衝
材の役目を果たし、フッ素系合成油の劣化を防止して長
期にわたる潤滑効果を保つ事が出来る。According to the present invention, since the hollow nanocarbon is used as the lubricant, the texture can be made unnecessary, and the head slider can be brought as close as possible to the surface of the magnetic disk or can be slid. It is possible to cope with high integration of the magnetic disk. Further, when used together with a fluorinated synthetic oil, the hollow nanocarbon serves as a buffer, preventing deterioration of the fluorinated synthetic oil and maintaining a long-term lubricating effect.
【図１】中空ナノカーボンのみを潤滑剤とし、これを磁
気ディスク側にのみ使用した場合の本発明の作用説明図FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of the present invention in a case where only hollow nanocarbon is used as a lubricant and this is used only on the magnetic disk side.
【図２】中空ナノカーボンのみを潤滑剤とし、これをヘ
ッドスライダと磁気ディスクの両方に使用した場合の本
発明の作用説明図FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the present invention in a case where only hollow nanocarbon is used as a lubricant and the lubricant is used for both a head slider and a magnetic disk.
【図３】中空ナノカーボンとフッ素系合成油とを潤滑剤
とし、これを磁気ディスク側にのみ使用した場合の本発
明の作用説明図FIG. 3 is an explanatory view of the operation of the present invention in a case where hollow nanocarbon and a fluorine-based synthetic oil are used as a lubricant and the lubricant is used only on the magnetic disk side.
【図４】中空ナノカーボンとフッ素系合成油とを潤滑剤
とし、これををヘッドスライダと磁気ディスクの両方に
使用した場合の本発明の作用説明図FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the present invention when hollow nanocarbon and a fluorine-based synthetic oil are used as a lubricant and the lubricant is used for both a head slider and a magnetic disk.
【図５】本発明に使用される管状中空ナノカーボンの想
像正面図FIG. 5 is an imaginary front view of a tubular hollow nanocarbon used in the present invention.
【図６】本発明に使用される球状中空ナノカーボンの想
像正面図FIG. 6 is an imaginary front view of a spherical hollow nanocarbon used in the present invention.
【図７】従来の作用説明図FIG. 7 is an explanatory view of a conventional operation.
(1) 磁気ディスク (2) ヘッドスライダ (3) 保護層 (3a) 磁気ディスク側の保護層 (3b) ヘッドスライダ側の保護層 (4)磁気記憶層 (5) 基板層 (6) 潤滑層 (6a) 中空ナノカーボン (6a1) 管状中空ナノカーボン (6a2) 球状中空ナノカーボン (6b) フッ素系合成油 (1) Magnetic disk (2) Head slider (3) Protective layer (3a) Protective layer on magnetic disk side (3b) Protective layer on head slider side (4) Magnetic storage layer (5) Substrate layer (6) Lubrication layer ( 6a) Hollow nanocarbon (6a1) Tubular hollow nanocarbon (6a2) Spherical hollow nanocarbon (6b) Fluorine-based synthetic oil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 5/187 Ｇ１１Ｂ 5/187 Ｋ 5/60 5/60 Ｚ // Ｃ１０Ｎ 20:06 40:18 50:02 (72)発明者 五十嵐 隆治 東京都港区麻布台１丁目１番13号 ノヴ ァ・サイエンス株式会社内 Ｆターム(参考） 4H104 AA04A BD05A CD04A EA07A PA16 QA08 5D006 AA01 AA02 FA06 5D042 NA01 PA10 QA03 RA02 SA02 5D111 FF01 FF33 GG09 JJ03 KK08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) G11B 5/187 G11B 5/187 K 5/60 5/60 Z // C10N 20:06 40:18 50: 02 (72) Inventor Ryuji Igarashi F-term in Nova Science Co., Ltd. 1-1-1 Azabudai, Minato-ku, Tokyo 4H104 AA04A BD05A CD04A EA07A PA16 QA08 5D006 AA01 AA02 FA06 5D042 NA01 PA10 QA03 RA02 SA02 5D111 FF FF33 GG09 JJ03 KK08
Claims (8)
中空ナノカーボンが溶媒に分散されている事を特徴とす
る磁気記録装置用潤滑塗布剤。1. A lubricating coating material for a magnetic recording device, wherein a single-layer or multiple-layer hollow nanocarbon having a hydrophobic substituent is dispersed in a solvent.
が溶媒に分散されている事を特徴とする磁気記録装置用
潤滑塗布剤。2. A lubricating coating material for a magnetic recording device, wherein a fluorine-based synthetic oil and hollow nanocarbon are dispersed in a solvent.
ンの表面に、塗布後塗布表面の欠陥との間でダングリン
グボンドを生じるような欠陥が形成されている事を特徴
とする磁気記録装置用潤滑塗布剤。3. A magnetic recording, characterized in that a defect which generates a dangling bond between the surface of the hollow nanocarbon according to claim 1 and a defect on the coated surface after coating is formed. Lubricant coating agent for equipment.
カーボンが、ケッチェンブラックから取り出されたもの
である事を特徴とする磁気記録装置用潤滑塗布剤。4. A lubricating coating agent for a magnetic recording device, wherein the hollow nanocarbon according to claim 1 is extracted from Ketjen Black.
ク表面の磁気記録層の保護層に近接或いは接触して配設
され、磁気ヘッドを搭載したヘッドスライダとで構成さ
れた磁気記録装置において、 磁気ディスクの磁気記録層又はヘッドスライダの少なく
とも何れか一方に潤滑層が形成されており、 前記潤滑層が、疎水性置換基を有する中空ナノカーボン
で形成されている事を特徴とする磁気記録装置の潤滑構
造。5. A magnetic recording apparatus comprising: a rotatable magnetic disk; and a head slider provided with or adjacent to a protective layer of a magnetic recording layer on the surface of the magnetic disk and having a magnetic head mounted thereon. A lubricating layer is formed on at least one of the magnetic recording layer and the head slider of the disk, and the lubricating layer is formed of hollow nanocarbon having a hydrophobic substituent. Lubrication structure.
クの磁気記録層に近接或いは接触して配設され、磁気ヘ
ッドが搭載されているヘッドスライダとで構成された磁
気記録装置において、 磁気ディスクの磁気記録層又はヘッドスライダの少なく
とも何れか一方に潤滑層が形成されており、 前記潤滑層が、フッ素系合成油分子と中空ナノカーボン
とで構成されている事を特徴とする磁気記録装置の潤滑
構造。6. A magnetic recording apparatus comprising: a rotatable magnetic disk; and a head slider mounted on or near a magnetic recording layer of the magnetic disk and having a magnetic head mounted thereon. A lubricating layer is formed on at least one of the magnetic recording layer and the head slider, and the lubricating layer is composed of fluorine-based synthetic oil molecules and hollow nanocarbon. Construction.
ンが、球状であることを特徴とする磁気記録装置の潤滑
構造。7. A lubricating structure for a magnetic recording apparatus, wherein the hollow nanocarbon according to claim 5 is spherical.
ンが、管状であることを特徴とする磁気記録装置の潤滑
構造。8. A lubricating structure for a magnetic recording device, wherein the hollow nanocarbon according to claim 5 is tubular.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23953899A JP2001067644A (en) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | Coating lubricant for magnetic recording device and lubricating structure utilizing same |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001067644A true JP2001067644A (en) | 2001-03-16 |
Family
ID=17046309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001067644A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006172662A (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Fujitsu Ltd | Magnetic recording medium and magnetic recording apparatus |
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-
1999
- 1999-08-26 JP JP23953899A patent/JP2001067644A/en active Pending
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