JPH0750012A

JPH0750012A - 磁気ディスクの製造方法

Info

Publication number: JPH0750012A
Application number: JP21109493A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Yasuda; 晋一保田; Koichi Yamagishi; 浩一山岸
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【構成】円盤状の非磁性基板４表面に硬化層５を形成
し、粒径が４μｍ以下に揃った研磨砥粒と界面活性剤と
が少なくとも含まれた水溶液を上記硬化層５表面に供給
しながら、繊度０．３〜３デニール、繊維長０．２〜１
ｍｍのナイロン６若しくはナイロン６６の合成樹脂から
なるパイルを、合成樹脂フィルム若しくは織布からなる
ベーステープに均一な密度で植毛した加工布１を、上記
硬化層５に圧接して微細なテクスチャ溝を形成し、更に
強磁性金属からなる磁気記録層９を成膜する磁気ディス
クの製造方法。【効果】テクスチャ加工の際に、加工浮上の砥粒分散
状態を均一に保つことが可能になり、基板表面粗さを均
一に加工することが可能になる。従って、磁気ヘッドの
吸着現象が起こり難くかつ磁気ヘッドの浮上量を低く設
定してもヘッドクラッシュが起こりにくい磁気ディスク
用基板を簡便に製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テクスチャ加工により
粗面化された硬化層を備え、ＣＳＳ方式（コンタクト・
スタート・アンド・ストップ方式）を採用した磁気ディ
スク装置等に適用される磁気ディスクに係り、特に、磁
気ヘッドの浮上量を低く設定してもヘッドクラッシュが
起こりにくい磁気ディスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理システムにおける外部記憶装置
の中で、上記ＣＳＳ方式を採用した磁気ディスク装置等
に適用される磁気ディスクにおいては、非操作時に上記
磁気ディスクと磁気ヘッド面とが面接触し、また、操作
開始時と停止時において磁気ディスクと磁気ヘッド面と
が接触摺動する。

【０００３】そこで、非操作時における磁気ディスク面
への磁気ヘッドの吸着現象を防止し、かつ接触摺動時に
おける磁気ディスクと磁気ヘッド双方のダメージを最小
にしてその耐摩耗性を向上させると共に、磁気記録層の
磁気異方性を円周方向に付与することを目的として、従
来においては非磁性基板に設けられた硬化層表面をテク
スチャ加工して上記表面に同心円状の微細なテクスチャ
溝を形成している。

【０００４】すなわち、この種の磁気ディスクを製造す
るには、図３に示すように、アルミニウム、セラッミク
ス等から成る非磁性基板７の表面に、酸化アルミニウ
ム、Ｎｉ−Ｐメッキ等の硬化層５を形成し、この硬化層
５表面にラップ加工、ポリッシュ加工を施して鏡面加工
した後、上記テクスチャ加工を施して硬化層５表面に微
細なテクスチャ溝を形成する。次に、上記硬化層５表面
にクロム、クロム合金等の非磁性金属材料からなる下地
層８を形成し、かつ、この下地層８上に強磁性材料から
なる磁気記録層９を形成すると共に、カーボン、ＳｉＯ
₂等から成る保護層１０と潤滑膜１１を順次形成して磁
気ディスクを得ている。

【０００５】そして、従来におけるテクスチャ加工にお
いては、上記硬化層５が形成された非磁性基板７を回転
させ、かつ、ポリエチレン、レーヨン等の合成樹脂製フ
ィルム或いは編み目状に織り上げられた織布等の表面
に、アルミナ、ダイヤモンド等の研磨砥粒を強固に結着
させた加工布１を硬化層５表面に接触させると共に、上
記加工布の背面側からゴムローラー等の押圧手段にて圧
接させる方法が採られており、上記硬化層５表面をダイ
ヤモンド等の研磨砥粒により研磨処理して同心円状の微
細なテクスチャ加工溝を形成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来適用さ
れている加工布においては上記織布等の表面に樹脂を介
して多層の研磨砥粒が結着された構造になっているた
め、上記硬化層に対する加工布の圧接強度がこの硬化層
表面に形成されるテクスチャ溝の粗さに直接影響を及ぼ
す。このため、加工布の圧接力が強いと硬化層表面が粗
くなりすぎてその表面に不要な微小突起が多数形成され
ることがあった。そして、硬化層表面に微小突起が形成
されるとこの突起に起因して磁気ディスク表面にも突起
物が形成されてしまうため、磁気ヘッドの浮上量を低く
設定することが困難になりその出力低下を招くと共に、
磁気ヘッドが上記突起物に衝突し破損するいわゆるヘッ
ドクラッシュが起こり易くなる欠点があった。

【０００７】そして、いったんヘッドクラッシュが起こ
ると記録されたデータが失われかつ磁気ヘッドや磁気デ
ィスクが回復不能になるまで破壊されることがあった。
また、反対に上記加工布の圧接力が弱いと硬化層表面の
粗面化が不十分となり、磁気ヘッドが磁気ディスク表面
に吸着され易くなる欠点があった。このように上記硬化
層に対する加工布の圧接力が直接作用し、その圧接力が
わずかに変化するだけで硬化層表面に形成されるテクス
チャ溝の粗さが大きく変化してしまうため、テクスチャ
加工時における加工布の圧力調整が繁雑と成る問題点が
あった。

【０００８】また、従来適用されている加工布において
は研磨砥粒が織布等の表面に強固に結着されているた
め、テクスチャ加工中、上記硬化層表面に対し表面に露
出する研磨砥粒の同一箇所が当接することになる。そし
て、他の部位に比べて突出した角部を有する研磨砥粒が
存在した場合、上記角部に接した硬化層表面部位に切り
込み深さの大きいテクスチャ溝が形成されてしまうた
め、上記加工布の圧力調整を適正に行っても適度な深さ
でかつ深さの揃った良好なテクスチャ溝が形成されなく
なる問題点があった。

【０００９】他方、従来適用されている加工布は、上述
したように織布等の表面に樹脂膜を介して多層の研磨砥
粒が結着された構造になっているため、研磨処理に利用
されない研磨砥粒が存在する分その無駄が多く有効利用
を図れない問題があり、かつテクスチャ加工時の摩擦熱
により上記樹脂膜が軟化しこれが硬化層に付着し易い欠
点があった。そして、付着した樹脂膜には硬化層の削り
かす等が取り込まれ易く、かつ、これを水洗などで除去
することは困難なため、この付着した樹脂膜に起因して
ヘッドクラッシュ等が起こり易くなる問題点があり、更
に、テクスチャ加工時の摩擦熱に起因して上記硬化層の
熱劣化を引き起し易くなる問題点があった。

【００１０】また、研磨砥粒の前記硬化層に切り込む深
さを一定にする目的で、テープ状の加工布に遊離砥粒砥
粒を含んだ加工液を供給しながらテクスチャ加工をした
場合、加工布上に加工液を分散させる際に、加工布表面
が滑らかであるため加工液中の研磨砥粒が均一に分散せ
ず、このため加工溝の深さが均一でなくなり、磁気ヘッ
ドの浮上量を下げる事ができなくなる問題点もあった。

【００１１】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、磁気ディスクの
表面粗さを容易に制御可能とし、これより磁気ヘッドの
吸着現象やヘッドクラッシュ等を引き起こすことなく磁
気ヘッドの浮上量を低く設定可能な磁気ディスクの製造
方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１に係る発
明の磁気ディスクの製造方法は、円盤状の非磁性基板表
面に硬化層を形成し、この硬化層表面をテクスチャ加工
して微細なテクスチャ溝を形成した後、強磁性金属から
なる磁気記録層を成膜する磁気ディスクの製造方法を前
提とし、上記テクスチャ加工が、粒径の揃った研磨砥粒
と界面活性剤とが少なくとも含まれた水溶液を上記硬化
層表面に供給しながら、パイルをベーステープに植毛し
た加工布を上記硬化層に圧接して微細なテクスチャ溝を
形成する点に特徴がある。

【００１３】また、請求項２に係る発明の磁気ディスク
の製造方法は、請求項１に記載の発明に係る磁気ディス
クの製造方法を前提とし、研磨砥粒が粒径４μｍ以下で
あり、かつ、加工布が、繊度０．３〜３デニール、繊維
長０．２〜１ｍｍのナイロン６若しくはナイロン６６の
合成樹脂からなるパイルを均一な密度で植毛した合成樹
脂フィルム若しくは織布からなるベーステープで構成さ
れている点に特徴がある。

【００１４】本発明に係る製造方法によれば、パイルを
ベーステープに植毛することにより、加工液が加工布表
面に染みて流れ落ちにくくなり、加工液中の研磨砥粒が
パイルの表面に付着する。パイルは、均一な密度で植毛
されているため、加工布を基板に押しつける際に、研磨
砥粒は基板上で均一な密度で基板に押し当てられ、パイ
ルと基板に挟まれて、それぞれに同じ力で押し込まれ
る。押し込まれる深さは、研磨砥粒の粒径と、パイルと
基板のそれぞれの材質で決定される硬度の比によって決
定される。

【００１５】ここで、パイルの繊度が０．３デニール未
満になると、パイルの強度が弱く、基板に押しつけたと
きに切れることがあり、また、研磨砥粒を基板に押しつ
けるのに十分な弾性力が得られない。一方、パイルの繊
度が３デニールを超えると、パイルの表面積が大きくな
ってより多くの研磨砥粒が必要になり、また、パイル間
の距離が広いため形成するテクスチャ加工溝の間隔が広
くなって削り残しが生じ易く、テクスチャ加工溝の粗さ
が均一にならない。

【００１６】パイルの繊維長が１ｍｍを超えるとパイル
同士が絡み合い、加工溝の深さが均一でなくなる。一
方、パイルの繊維長が０．２ｍｍ未満になるとベーステ
ープに植毛する際に、植毛密度にムラが生じ易くなり、
また、パイルで研磨砥粒を捉えにくくなり、加工溝の深
さが均一にならない。

【００１７】ヘッド浮上量を低くするためには、テクス
チャ加工溝の深さをＣＳＳ・吸着特性を満足した範囲で
小さくする必要があり、そのためには研磨砥粒の大きさ
とパイル材料の組み合わせが重要になる。

【００１８】本発明の製造方法に従ってテクスチャ加工
が施された磁気ディスク用基板には、磁気特性の調整の
ためにＣｒ層、Ｃｒ合金層等の非磁性金属材料からなる
下地層が形成され、この上に所定の強磁性材料から成る
磁気記録層が形成される。この磁気記録層としては公知
の強磁性体薄膜を適用することができ、例えば、γ−Ｆ
ｅ₂Ｏ₃系、Ｃｏ系、ＣｏＮｉ系、ＣｏＣｒ系、ＣｏＣｒ
Ｔａ系、Ｆｅ系のスパッタ膜、蒸着膜、メッキ膜等が挙
げられる。

【００１９】この磁気記録層上には、従来と同様にカー
ボン膜等からなる保護膜が形成され、更にこの上にフロ
ロカーボン系の潤滑剤を塗布して形成された潤滑膜が順
次設けられて目的とする磁気ディスクが製造される。

【００２０】

【作用】本発明の磁気ディスクの製造方法によれば、水
溶液に含まれた界面活性剤の作用により研磨砥粒は均一
に分散され硬化層表面と加工布との間に供給される。そ
して、研磨砥粒は加工布上のパイル表面に吸着する。研
磨砥粒はその粒経が揃っており、かつ、硬化層と加工布
の両面に対しその硬度の比に対応した深さ分それぞれに
めり込まれるため、テクスチャ加工中、上記硬化層に対
する加工布の圧接力が若干変動しても硬化層に対する研
磨砥粒のめり込み量は略一定に保たれ、適度な深さでか
つ深さの揃った良好なテクスチャ溝を簡便に形成するこ
とが可能となる。

【００２１】また、硬化層と加工布間に供給された単一
層の研磨砥粒は、上記加工布が硬化層表面を擦るにつれ
て硬化層表面を転がり、かつ表面を削り取りながら線状
のテクスチャ溝を形成する。従って、適用された研磨砥
粒中に突出した角部を有する研磨砥粒が若干含まれてい
る場合にもこの研磨砥粒中の角部を含む全面が硬化層表
面に対し転がり接触されるため、適度な深さでかつ深さ
の揃った良好なテクスチャ溝を形成することが可能とな
る。

【００２２】更に、上記研磨砥粒は単一層の形態で適用
されるため、従来法に比べて研磨砥粒の使用量を大幅に
低減することが可能となる。また、テクスチャ加工中、
硬化層が形成された非磁性基板は上記研磨砥粒と界面活
性剤が含まれた水溶液により常に冷却されるため、硬化
層と加工布間に摩擦熱が生じても従来法に比べて非磁性
基板や加工布の温度上昇分が小さい。従って、上記摩擦
熱に起因した硬化層の熱劣化を防止できると共に、加工
布にあっては研磨砥粒を結着させる樹脂が適用されてい
ないため、硬化層に樹脂膜が付着する恐れもない。この
ため、テクスチャ加工後において非磁性基板表面を水洗
処理することにより、非磁性基板表面に残留する硬化層
の削りかすや研磨砥粒等を完全に取り除くことが可能と
なる。

【００２３】

【実施例】

実施例１・・・図２に実施例に係るテクスチャ加工
を示す平面図を示す。外径６５ｍｍ、内経２０ｍｍ、厚
さ１．２７ｍｍのアルミニウム合金材料からなるディス
ク状基板４の全面に、公知の無電解メッキ法によりＮｉ
−Ｐ合金から成る厚さ１５μｍの硬化層５を形成した。
この硬化層５に対し、ラップ加工及びポリッシュ加工を
施してその表面粗さＲａ＝２ｎｍの鏡面とした。

【００２４】次に、上記ディスク状基板４の中心を軸に
してこのディスク状基板４を５００ｒｐｍで回転させる
と共に、図１に示すようにその両端がリールに巻き取ら
れた帯状の加工布１を上記ディスク状基板４表面に供給
し、かつ、加工布１の背面側からウレタンゴム製ロール
２で２ｋｇｆの力で押圧すると共に、ディスク状基板４
と加工布１との間にノズル３から研磨砥粒が含まれた加
工液６を供給しながら、２０秒間、上記ディスク状基板
４表面のテクスチャ加工を行った。

【００２５】ここで、上記研磨砥粒には平均粒経２μ
ｍ、最大粒経４μｍのダイヤモンド砥粒が採用され、か
つ、上記加工液にはこの研磨砥粒が濃度３重量％で分散
され界面活性剤（アルキルエーテルスルホン酸ナトリウ
ム）が濃度３重量％含まれた水溶液を適用している。

【００２６】加工布１については、繊度０．３デニー
ル、長さ０．５ｍｍのナイロン６から成るパイルを、幅
３８ｍｍのレーヨン織物ベーステープ上に植毛密度８４
ｇ／ｍ²で植毛した加工布が適用されている。

【００２７】次に、テクスチャ加工が施された上記ディ
スク状基板４についてその半径方向の表面粗さＲａ（ｎ
ｍ）を以下の測定方法により測定した。すなわち、尖端
の曲率半径が０．５μｍのダイヤモンドスタイラスを有
する触針式の粗さ計を用いて測定した。その測定は、針
の荷重２ｍｇ、操作幅０．５μｍで針を移動させたとき
の信号を２０００ポイント／ｍｍの割合でコンピュータ
ーに取り込み、ディスク状基板４表面の粗さを算出して
行った。テクスチャ加工を行った一枚のディスク状基板
４の中から任意に抽出した８点での粗さ測定値とばらつ
きを表１に示す。なお、表面粗さＲａは大きすぎるとヘ
ッドクラッシュが起こり易くなり、小さすぎるとヘッド
の吸着の問題が生じ、その値としては６〜７ｎｍが好ま
しい。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、表面粗さＲａ（ｎｍ）が測定された
ディスク状基板４上に、ＤＣマグネトロンスパッタリン
グ法により、基板温度＝３００℃、Ａｒガス圧＝１０ｍ
Ｔｏｒｒ、ＤＣ投入電力＝５Ｗ／ｃｍ²の条件でＣｒ膜
を５００Ａの厚さに成膜し下地層を形成した。更に、デ
ィスク状基板４とスパッタリング用ターゲットとの間に
１５０Ｖの負バイアス電圧を加えて、上記下地層上に厚
さ３００ＡのＣｏＣｒＴａから成る磁気記録層を成膜し
た。次に、この磁気記録層上に、上記下地層の成膜と同
一の条件でカーボン保護膜を成膜し、かつ、この上にス
ピンコート法により厚さ約３０Ａの潤滑剤を塗布して潤
滑膜を形成し目的とする磁気ディスクを製造した。

【００３０】得られた磁気ディスクについて実際にディ
スクを回転させ、磁気ヘッドの浮上量に対するヘッドク
ラッシュ特性を評価した。このヘッドクラッシュ特性の
評価は、２０００ｒｐｍでディスクを回転させ、ディス
クの半径２０〜４５ｍｍの表面に圧力センサーが取り付
けられた磁気ヘッドを浮上させ、浮上高さに対するヘッ
ドクラッシュ特性を測定して行った。この結果について
表１に示す。

【００３１】なお、ヘッドクラッシュ特性は、０．１０
μｍ以上の浮上高さでヘッドクラッシュが生じたものを
×、０．０９μｍ以上の浮上高さでヘッドクラッシュが
生じたものを△、０．０７μｍ以上の浮上高さでヘッド
クラッシュが生じたものを○、０．０５μｍ以上の浮上
高さでヘッドクラッシュが生じたものを◎の記号でそれ
ぞれ示している。

【００３２】実施例２・・・実施例１において使用
された上記加工布１が、繊度０．５デニール、長さ０．
５ｍｍのパイルを植毛した点を除き実施例１と略同一で
ある。加工布のパイルの繊度、長さ、及びヘッドクラッ
シュ特性を表１に示す。

【００３３】実施例３実施例１において使用された上
記加工布が、繊度１．０デニール、長さ０．５ｍｍのパ
イルを植毛した点を除き実施例１と略同一である。加工
布のパイルの繊度、長さ、及びヘッドクラッシュ特性を
表１に示す。

【００３４】実施例４実施例１において使用された上
記加工布が、繊度３．０デニール、長さ０．５ｍｍのパ
イルを植毛した点を除き実施例１と略同一である。加工
布のパイルの繊度、長さ、及びヘッドクラッシュ特性を
表１に示す。

【００３５】実施例５・・・実施例１において使用
された上記加工布が、材質がナイロン６６で繊度０．５
デニール、長さ０．２ｍｍのパイルを植毛した点を除き
実施例１と略同一である。加工布のパイルの繊度、長
さ、及びヘッドクラッシュ特性を表１に示す。

【００３６】実施例６・・・実施例１において使用
された上記加工布が、材質がナイロン６６で繊度０．５
デニール、長さ１．０ｍｍのパイルを植毛した点を除き
実施例１と略同一である。加工布のパイルの繊度、長
さ、及びヘッドクラッシュ特性を表１に示す。

【００３７】比較例１・・・実施例１において使用
された上記加工布が、材質がレーヨンで繊度０．５デニ
ール、長さ０．５ｍｍのパイルを植毛した点を除き実施
例１と略同一である。加工布のパイルの繊度、長さ、及
びヘッドクラッシュ特性を表１に示す。

【００３８】比較例２・・・実施例１において使用
された上記加工布が、繊度０．２デニール、長さ０．５
ｍｍのパイルを植毛した点を除き実施例１と略同一であ
る。加工布のパイルの繊度、長さ、及びヘッドクラッシ
ュ特性を表１に示す。

【００３９】比較例３・・・実施例１において使用
された上記加工布が、繊度３．５デニール、長さ０．５
ｍｍのパイルを植毛した点を除き実施例１と略同一であ
る。加工布のパイルの繊度、長さ、及びヘッドクラッシ
ュ特性を表１に示す。

【００４０】比較例４・・・実施例１において使用
された上記加工布が、繊度０．５デニール、長さ０．１
ｍｍのパイルを植毛した点を除き実施例１と略同一であ
る。加工布のパイルの繊度、長さ、及びヘッドクラッシ
ュ特性を表１に示す。

【００４１】比較例５・・・実施例１において使用
された上記加工布が、繊度０．５デニール、長さ１．５
ｍｍのパイルを植毛した点を除き実施例１と略同一であ
る。加工布のパイルの繊度、長さ、及びヘッドクラッシ
ュ特性を表１に示す。

【００４２】表１に示された実施例１〜６の結果から明
らかなように、テクスチャ加工時に使用する加工布に植
毛されるパイルの繊度が０．３〜３デニール、長さが
０．２〜１ｍｍで材質がナイロン６もしくはナイロン６
６である加工布を適用して本発明に係る製造方法を実施
することにより、Ｒａ（ｎｍ）、Ｒａのばらつき、及
び、ヘッドクラッシュ特性が良好な磁気ディスクを得ら
れることが確認された。

【００４３】これに対し、パイルの繊度、長さ及び材質
が上記範囲以外の加工布を適用した場合、Ｒａ（ｎｍ）
の値および変動が大きくなり、ヘッドクラッシュ特性が
実施例よりも劣ることが確認された。

【００４４】

【発明の効果】テクスチャ加工の際に、加工浮上の砥粒
分散状態を均一に保つことが可能になり、粗さを均一に
加工することが可能になる。従って、磁気ヘッドの吸着
現象が起こり難くかつ磁気ヘッドの浮上量を低く設定し
てもヘッドクラッシュが起こりにくい磁気ディスク用基
板を簡便に製造でき、しかも、従来法に比べて製造コス
トの低減が図れる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るテクスチャ加工を示す説明図であ
る。

【図２】実施例に係るテクスチャ加工を示す平面図であ
る。

【図３】磁気ディスクの構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１加工布２ロール３ノズル４ディスク状基板５硬化層６加工液７非磁性基板８下地層９磁気記録層１０保護層１１潤滑膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤状の非磁性基板表面に硬化層を形成
し、この硬化層表面をテクスチャ加工して微細なテクス
チャ溝を形成した後、強磁性金属からなる磁気記録層を
成膜する磁気ディスクの製造方法において、上記テクス
チャ加工が、粒径の揃った研磨砥粒と界面活性剤とが少
なくとも含まれた水溶液を上記硬化層表面に供給しなが
ら、パイルをベーステープに植毛した加工布を上記硬化
層に圧接して微細なテクスチャ溝を形成することを特徴
とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項２】上記研磨砥粒が粒径４μｍ以下であり、
かつ、上記加工布が、繊度０．３〜３デニール、繊維長
０．２〜１ｍｍのナイロン６若しくはナイロン６６の合
成樹脂からなるパイルを均一な密度で植毛した合成樹脂
フィルム若しくは織布からなるベーステープで構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク
の製造方法。