磁気ディスク用基板のテクスチャー方法
【課題】 カーボン基板に均質なテクスチャー処理を簡易に施すことができるゾーンテクスチャー方法を提供する。
【解決手段】 表面研磨された密度１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 の磁気ディスク用ガラス状カーボン基板の一部をマスキングし、電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理して、前記基板のマスキングされていない部分の表面を粗面化する。
【解決手段】 表面研磨された密度１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 の磁気ディスク用ガラス状カーボン基板の一部をマスキングし、電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理して、前記基板のマスキングされていない部分の表面を粗面化する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク用基板のテクスチャー方法に関する。更に詳しくは、本発明は磁気ディスク用カーボン基板に均質なゾーンテクスチャー処理を施すことができるテクスチャー方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、磁気ディスク等の磁気記録媒体では、支持体（基板）の上に磁性層がスパッタ等により形成され、その上にカーボンや金属酸化物などの保護層を設け、更にパーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤をディップコート法やスピンコート法によって塗布して潤滑層を形成することが行なわれている。
【０００３】磁気ディスクの主要な形態の一つに、浮揚型磁気ヘッドを配置したいわゆるハードディスク装置がある。このハードディスク装置は、停止時には磁気ヘッドと磁気ディスクが接触状態にあり、起動時には磁気ヘッド（回転している）と磁気ディスクは非接触の状態となる、いわゆるコンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）方式が主流となっている。この方式ではディスク停止時に磁気ヘッド浮揚面と磁気ディスク表面に吸着が生じる場合があり、これを解決する目的で予めディスク基板の表面を研磨テープで研磨（テープ研磨）してディスク表面を適度に粗面化するテクスチャー処理が一般に行なわれている。
【０００４】磁気ヘッドの浮揚高さは、高密度記録のためにはできるだけ小さい方が好ましく、且つ突起の高さが適度に均一であることが望ましい。ところが、テープ研磨法では粗面化の度合いを精度良く制御することが困難である。また、カーボン基板やガラス基板のような脆性材料においては、研磨テープによる方法ではその脆さのため、マイクロクラックが入りやすく、これがひいてはエラーの原因となるため、粗面化の精度、質には限界が存在していた。このような背景から、特にカーボン基板のテクスチャーを改良する目的で、特開平３−２８３０１８号公報に記載されているようにカーボン基板を加熱処理したり、特開平４−２１４２２５号公報、特開平４−２１４２２７号公報、特開平５−９４６１８号公報に記載されているように、アモルファスカーボン基板に研磨工程と酸化性ガスの存在下での加熱工程を施してテクスチャー処理する方法が提案されている。更に、特開平７−６３４９号公報には全面が電解質溶液中で電解エッチングされた磁気記録媒体用の基板が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなテクスチャー処理のみでは、１．３マイクロインチ以下の超低浮上量が求められるハードディスク装置においては、ディスクとヘッドの張りつきの問題を完全に解決することは困難であった。また、特開平３−２８３０１８号公報の方法では、カーボン基板の加熱を大気中で行なうと、粗面化が局所的に進行し、基板表面に深いピットを作り、テクスチャー処理を均一に施すことが困難となる。これは、この方法で用いるカーボン基板の材料が不均質なため大気中でのコンタミネーションの影響を受けやすいためと考えられる。特に、大気中のＮｉやＦｅ等の遷移金属がカーボンの酸化触媒として作用しているものと考えられる。このように特開平３−２８３０１８号公報の方法では真空中で基板を加熱する必要があるが、真空中の酸化テクスチャーは処理速度が遅く、また真空環境を整えるためには系内の洗浄に細心の注意を払わなければならず、しかも高価な真空装置を用意する必要があり、工業的にはより有利な方法が要求される。
【０００６】また、特開平７−６３４９号公報のように基板の全面を電解エッチングすると、基板の端面に電流が集中し、特に基板の外周端面の“ダレ”が発生しやすくなり、データ書込み可能な領域の面積が減少してしまう。
【０００７】更に、ディスク基板の全面にテクスチャー処理を行なうと、ＣＳＳ領域の表面粗さを大きくする必要があるので、必然的に基板全体の粗さを小さくするにも制限される。また、磁気ヘッドの浮上高さ（グライドハイト、ＧＨＴ）も制限されるので、書込時および読出時の磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離が制限される。したがって、現在より高記録密度化を行うためには全面テクスチャーでは困難であった。そこで、ディスク基板の表面のうち、ハードディスク装置の起動および停止時に磁気ヘッドとの接触が生じる領域を含む一部の領域にのみテクスチャー処理を施す、いわゆるゾーンテクスチャーが提案されている。ゾーンテクスチャーは、テープテクスチャー、レーザービームテクスチャー、スパッタテクスチャー等の物理的、機械的な手法により行なわれている（例えば特開平６−２９０４５２号、特開平７−２９１６４号等）が、これらの方法ではカーボン基板のような脆性材料を所望の品質に調節することが難しくまた、材料除去に伴うコンタミネーションが発生したりするという問題が生じる。また、特開平７−１４１６４９号では炭素基板の表面に固体酸化触媒の分散領域を形成して酸化雰囲気中で触媒含有表面を加熱して炭素基板の表面を粗面化する方法が開示されているが、この方法では基板表面にスパッタリング、イオン注入、化学蒸着、プラズマ溶射、溶液浸漬、溶液共沈等の方法で触媒を分散させる工程が必要となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究した結果、密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 のガラス状カーボン基板を用い、そのＣＳＳ領域を含む一部の領域に陽極酸化処理または電解エッチング処理によるテクスチャー処理を施すことにより、良質なテクスチャー処理を簡易に施すことが可能となり、大幅に生産効率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】すなわち本発明は、表面研磨された密度１．４〜１．６ｃｍ3 のガラス状カーボン基板の一部をマスキングした後、該基板を電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理することにより、前記基板のマスキングされていない表面を粗面化することを特徴とする磁気ディスク用基板のテクスチャー方法を提供するものである。
【００１０】まず、本発明に用いられるガラス状カーボン基板について説明する。本発明のテクスチャー方法において用いられるガラス状カーボン基板は、表面研磨された密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 のものである。密度が１．４ｇ／ｃｍ3 未満であるとエラー特性に劣り、また密度が１．６ｇ／ｃｍ3 を超えると大気中でテクスチャー処理をした場合にＣＳＳ特性が著しく低下する。
【００１１】ここで、ガラス状カーボン基板とはガラス状カーボン単体及びガラス状カーボンを母材とする複合材料を含むものとする。これらは、注型、圧縮、押出等の広く知られた各種成形法により成形された成形体、または基体表面にスパッタリング法や蒸着法等で直接ガラス状カーボン材料を析出させた析出体の形態をなすものであり、具体的には、特開昭６０−３５３３３号に記載された材料を使用するのが好ましい。
【００１２】このガラス状カーボン材料は熱硬化性樹脂を炭素化して得られるガラス状カーボン材料、共重合や共縮合などにより熱硬化するよう変性された樹脂を炭素化して得られるガラス状カーボン材料、硬化あるいは炭素化の過程で化学処理によって結晶化を著しく妨げることにより得られるガラス状カーボン材料等がある。ここで用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エステル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等を挙げることができる。これらの樹脂はそのまま、あるいはブレンド、または変性することにより用いられる。好ましくは、硬化前の初期縮合物の状態で２０重量％以上の水を含有することができる熱硬化性樹脂である。「初期縮合物」とは、硬化前の樹脂を意味し、原料モノマーを相当量含む場合もあるが、ある程度付加および／または縮合反応が起こり、粘度が高くなった樹脂組成物をいう。本発明でいう熱硬化性樹脂の初期縮合物は、原料樹脂の種類、ブレンド比率、重合度制御、変性等により適宜設計できる。例えば、変性フェノール樹脂をベースにした樹脂で、特開昭６０−１７２０８号公報、特開昭６０−１７１２０９号公報、特開昭６０−１７１２１０号公報で開示された熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂に変性し得るものとしては、上述のフェノール樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはアスファルト、ピッチ類等の天然に産出する高い炭素化収率を有する材料、リグニン、セルロース、タラガカンガム、アラビアガム、フミン類、各種糖類などの比較的高い炭素収率を有する親水性物質が挙げられる。
【００１３】また、本発明でいうガラス状カーボン材料を含む複合材料集合体とは、前述のガラス状カーボン材料と合成樹脂および／または炭素質フィラーとを含有する複合材料の集合体を意味する。合成樹脂としては、塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、またはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。炭素フィラーは、一般的な炭素材料を意味するものであり、例えば残炭素率の高いリグニンやピッチ等が挙げられる。
【００１４】次に、本発明におけるテクスチャー方法について説明する。本発明において、テクスチャー処理は、支持体の表面に陽極酸化処理を施すことにより行なわれる。即ち、支持体をＮａＯＨ等の電解質水溶液中に浸漬し、これを陽極とし陰極の基準電極との間に電圧を印加する。それにより、水溶液中においてＯＨ- 、ＣｌＯ- 、ＳＯ42- 、ＣＯ32- 等の酸化性イオンの放電が生じる。これにより、陽極の支持体を構成する原子、例えばガラス状カーボンの場合は炭素と酸化性イオンが反応して結合し、ＣＯ2、ＣＯ、Ｎａ2ＣＯ3 等となって炭素が消耗する。これにより支持体の表面が粗面化する。なお、本発明では支持体を陽極とするが、陰極の材質は限定しない。
【００１５】テクスチャー工程に用いられる電解質水溶液は、酸或いはアルカリの水溶液であれば良く、０．１〜１００重量％、好ましくは１〜６０重量％の濃度のものが用いられる。用いられる酸は硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、フッ酸、過塩素酸等の無機酸、或いは蓚酸、蟻酸等の有機酸が挙げられる。アルカリはＮａＯＨ、ＫＯＨ等が挙げられ、これらは二種以上のものをブレンドして使用してもかまわない。なお、テクスチャー効率やハウジングの腐食を考慮すると、アルカリ系水溶液を用いることが好ましい。また、テクスチャー効率、防錆性付与のための添加剤を配合してもよい。
【００１６】用いる電流波形は、例えば直流、単相交流や三相交流等の交流、矩形波、三角波等のパルス波、単相半波、二相半波、三相半波、六相半波、単相全波、三相全波等が特殊波形が用いられる。これらの波形を組み合わせて用いてもよい。生産性の点から考慮すると、三相交流が望ましい。電解波形を変えると得られるテクスチャー形状も変化することから、所望のテクスチャー形状に合わせて電流波形の選択／組み合わせを行なうことが望ましい。
【００１７】陽極酸化時の電流密度に関しては、テクスチャーの均一性、生産性、設備負荷を考慮すると、１〜２００ｍＡ／ｃｍ2 が好ましく、更に好ましくは５〜１００ｍＡ／ｃｍ2 である。すなわち、電流密度が低すぎると、生産性が低下し、逆に高すぎる場合にはテクスチャーの均一性が低下する傾向がある。
【００１８】また、陽極酸化時の電圧に関しては、テクスチャーの均一性、生産性、設備負荷を考慮すると、１〜１００Ｖが好ましく、更に好ましくは２〜５０Ｖである。すなわち、電圧が低すぎると、必要な電流密度が得られず、生産性が低下し、逆に高すぎる場合には電場の偏りが生じやすく、均一な粗面化が行なわれなくなる傾向がある。
【００１９】陽極酸化時の電流や電圧は、処理時、常に一定でように設定していてもよく、或いは工程中で変化させてもよい。陽極酸化の処理時間に関しては、テクスチャーの程度や均一性を考慮すると、１秒〜１時間程度が好ましい。更に好ましくは約５秒〜２０分程度である。すなわち、処理時間が短すぎると所望のテクスチャーのものが得られにくく、逆に処理時間が長すぎる場合にも所望のテクスチャーのものが得られ難くなる傾向がある。
【００２０】尚、陽極酸化を行なう温度は１〜１００℃程度でよい。一般的には室温付近でよいが、電解液の種類により適宜選択すればよい。
【００２１】上記のような陽極酸化処理の諸条件は、支持体のＲａ（中心線平均粗さ）が５〜１００Å、好ましくは５〜３０Å、且つＲｐ（中心線最大高さ）が１０〜５００Å、好ましくは１０〜２００Åとなるように調節することが望ましい。Ｒｐが５００Åを超えるとヘッドの浮上量低下が困難となりスペーシングロスが生じて記録密度向上の点で好ましくない。
【００２２】本発明のガラス状カーボン基板はＣＳＳ領域とデータ領域とを有する磁気ディスクの製造に用いられる。このため、本発明の陽極酸化処理あるいは電解エッチング処理テクスチャー処理は、ガラス状カーボン基板の一部の領域、通常ＣＳＳ領域を含む領域に施される。このためガラス状カーボン基板の一部に適当なマスキング手段を施してガラス状カーボン基板のＣＳＳ領域以外の部分（データ領域となる部分）を遮蔽する必要がある。
【００２３】なお、本発明においてＣＳＳ領域とは、主として磁気記録媒体の停止時に磁気ヘッドとの接触が生じる領域であり、データ領域とは磁気記録媒体の停止時・起動時に磁気ヘッドとの接触が生じず、主として磁気記録を行なう領域であるが、ＣＳＳ領域は必要に応じて磁気記録を行なう領域として使用することもできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明のテクスチャー方法に用いられるガラス状カーボン基板は例えば次のような方法で得られる。まず、前記したような熱硬化性樹脂と必要に応じて配合される任意成分と混合し、所望の型に注入し、加熱下で硬化させる。次いでこれをドーナツ状に加工した後、更に昇温しつつ加熱し、真空中で加熱焼成した後、冷却することにより得られる。また、原料をガラス板の間に注入して板状の樹脂とした後、ドーナツ状に型抜きして同様に加熱焼成してもよい。テクスチャー処理を施す前のガラス状カーボン基板の密度は前記したように１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 の密度を有する必要があり、密度がこの範囲となるように基板の材料や加熱条件等を適宜調節する。テクスチャー処理の前にガラス状カーボン基板を予め表面研磨する。表面研磨の方法は＃５００〜８０００の砥粒で行なうのが一般的である。
【００２５】本発明において、ガラス状カーボン基板の陽極酸化又は電解エッチング法によるテクスチャーの成否のカギは基板材料の均質化、無欠陥化或いは欠陥サイズの極小化、ミニマム化が極めて重要である。この点について研究を鋭意推し進めた結果、ガラス状カーボン基板は前記した通り１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 の密度を有する必要があり、更に、ガラス状カーボン基板がＸ線回折による（００２）面の回折ピークの半値幅が３度以上であることが好ましく、また、前記ガラス状カーボン基板の表面における３μｍ以上の表面欠陥が１個／ｃｍ2 以下であることが好ましく、両者を兼備することがより好ましい。
【００２６】次いでガラス状カーボン基板のＣＳＳ領域となる領域を含む一部の領域は露出させ、残りの部分にマスキングを施した後、電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理することによりテクスチャー処理を行なう。マスキング手段としては、電気絶縁タイプのものが好ましく、水溶性コロイド系ホトレジスト、ポリ桂皮酸系ホトレジスト、環状ゴム系（芳香族ビスアジト系）ホトレジスト、ノボラック系（キノン、ジアジト系）ホトレジストなど、市販、公知のものが使用でき、金属被覆を行い、表面を酸化して電気絶縁性にしたものでもよい。
【００２７】テクスチャー工程における電流密度、電解時間、溶液の種類等の条件は、支持体のＲａ（中心線平均粗さ）が５〜１００Å、且つＲｐ（中心線最大高さ）が１０〜３００Åとなるように調節する。テクスチャー処理を終えたガラス状カーボン基板は、常法に従って洗浄され、磁気ディスクの製造に供される。
【００２８】
【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】実施例１〜４及び比較例１〜４■ガラス状カーボン基板の作製フルフリルアルコール５００重量部、９２％パラホルムアルデヒド４００重量部および水３０重量部を８５℃で攪拌して溶解する。次いで、攪拌下でフェノール５２０重量部、水酸化カルシウム９．５重量部および水４５重量部の混合液を滴下し、７５℃で３時間反応させた。その後フェノール８０重量部、上記フェノール／水酸化カルシウム／水混合液をさらに滴下し、８５℃で２時間反応させた。３０℃に冷却後、３０％パラトルエンスルホン酸水溶液で中和した。この中和物を減圧下で脱水し、１７０重量部の水を除去し、フルフリルアルコール５００重量部を添加混合し、樹脂中の不溶分をメンブランフィルターで濾過した。この樹脂が含むことのできる量を測定したところ、３５重量％であった。
【００３０】この熱硬化性樹脂１００重量部に対し、パラトルエンスルホン酸７０重量％、水２０重量％、セルソルブ１０重量％に混合液３．５重量部を添加し、十分攪拌後、厚さ２ｍｍの円盤状の型に注入し、減圧脱泡した。次いで、５００℃で３時間、８０℃で２日間加熱硬化した。この熱硬化物を所定のドーナツ形状に加工し、このあと有機物焼成炉で窒素雰囲気下で２〜５℃／時の昇温速度で７００℃まで加熱し、さらに０．５ｍＴｏｒｒ程度の真空中にて５〜２０℃／時の昇温速度で１２００℃まで加熱焼成し、この温度で２時間保持した後、冷却し、ガラス状カーボン基板を得た。
【００３１】このガラス状カーボン基板を平均粒径５０〜０．１μｍの砥粒で鏡面研磨し、中心線粗さ（Ｒａ）を８Åとした。ここで、Ｒａは、触針式粗さ計（ＴＥＮＣＯＲ Ｐ２）により、下記の条件で測定した。
触針径：０．６μｍ（針曲率半径）
触針押し付け圧力：７ｍｇ測定長：２５０μｍ×８ヶ所トレース速度：２．５μｍ／秒カットオフ：１．２５μｍ（ローパスフィルタ）。
【００３２】また、このガラス状カーボン基板の密度は１．５ｇ／ｃｍ3 であり、またＸ線回折により２θ＝２０〜３０°付近に表れる（００２）面の回折ピークの半値幅は３．９°であり、偏光顕微鏡および微分顕微鏡で表面欠陥を観察したところ、３μｍ以上の欠陥（ボイドやクラック）は０個／ｃｍ2 であった。同様の方法で、形成条件を変えて、表１に示すような各種密度、半値幅、表面欠陥密度を有するガラス状カーボン基板を作製した。
【００３３】■テクスチャー処理上記により得られたガラス状カーボン基板を表１に示す条件で電解エッチングによりテクスチャー処理を行なった。なお、各基板にはＣＳＳ領域となる部分を含む一部の領域以外の部分にマスキング手段を施した。ここで、マスキング手段はＰＶＡ（ポリビニルアルコール）／重クロム酸アンモニウム（１００ｇ／３ｇ）系ホトレジストを用い、基板表面に約５μｍの厚さでスピンコートし、紫外線ランプ（低圧水銀灯、１８５ｎｍ、２５４ｎｍ）を照射して行った。各テクスチャー処理後のＲａ、Ｒｐ及びＲｖ（中心線平均低さ）を測定した結果を表１に示す。なお、Ｒａ、Ｒｐ及びＲｖは前記と同様の方法により触針式粗さ計にて測定した。
【００３４】■磁気ディスクの作製テクスチャー処理後のガラス状カーボン基板上に、Ａｒガス圧２ｍＴｏｒｒ、基板温度２００℃の条件下でＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、下地Ｃｒ膜を５０ｎｍ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ磁性膜を５０ｎｍ順に成膜した。そしてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ磁性膜上に炭素保護膜を２０ｎｍ成膜し、更に該炭素保護膜上にパーフルオロポリエーテル系潤滑剤〔フォンブリンＺ−０３（モンテカチーニ社製）〕を２０Å塗布し、乾燥した。
【００３５】■特性評価上記で得た各種磁気ディスクについて、ＣＳＳ特性、グライドハイト（ＧＨＴ）特性及びエラー特性について以下の方法により評価した。また、成膜前のディスク基板の端面形状の指標としてチャンファー長も併せて測定した。その結果を表１に示す。
＊ＣＳＳ特性；ヤマハ社製の薄膜ヘッドを用い、ヘッド荷重３．５ｇ、ヘッド浮上量２．８μインチ、４５００ｒｐｍで５秒間稼働、５秒間停止のサイクルを繰り返して行い、その際の静摩擦係数（μｓ）が０．６になるまでの回数を調べた。
＊ＧＨＴ特性；ＰＲＯＱＵＩＰ社製ＭＧ１５０Ｔを用い、５０％スライダヘッドを用いて行った。１．５μインチの浮上高さの通過率により、以下ように評価した。
Ｓ：通過率が９０％以上Ａ：通過率が５０％以上〜９０％未満Ｂ：通過率が３０％以上〜５０％未満Ｃ：通過率が３０％未満＊エラー特性；エラー特性はＰＲＯＱＵＩＰ社製ＭＧ１５０Ｔ装置を用い、７０％スライダヘッドを使用し、記録密度５１ＫＦＣＩの条件で評価した。スライスレベルは７０％とし、１６ビット未満のミッシングエラーの個数をカウントし、以下のように評価した。
Ｓ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が０〜５個である。
Ａ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が６〜１５個である。
Ｂ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が１６〜４５個である。
Ｃ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が４６個以上である。
【００３６】＊端面形状；端面のダレの程度は前記と同じ表面粗さ計を用いて評価した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスク用カーボン基板の一部にテクスチャー処理を均質に施すことができ、ＣＳＳ領域とデータ領域とを有する磁気ディスクにおけるＣＳＳ特性、ＧＨＴ特性、エラー特性が向上する。本発明のテクスチャー方法は、真空条件を必要としないため、生産効率が向上する。
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク用基板のテクスチャー方法に関する。更に詳しくは、本発明は磁気ディスク用カーボン基板に均質なゾーンテクスチャー処理を施すことができるテクスチャー方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、磁気ディスク等の磁気記録媒体では、支持体（基板）の上に磁性層がスパッタ等により形成され、その上にカーボンや金属酸化物などの保護層を設け、更にパーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤をディップコート法やスピンコート法によって塗布して潤滑層を形成することが行なわれている。
【０００３】磁気ディスクの主要な形態の一つに、浮揚型磁気ヘッドを配置したいわゆるハードディスク装置がある。このハードディスク装置は、停止時には磁気ヘッドと磁気ディスクが接触状態にあり、起動時には磁気ヘッド（回転している）と磁気ディスクは非接触の状態となる、いわゆるコンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）方式が主流となっている。この方式ではディスク停止時に磁気ヘッド浮揚面と磁気ディスク表面に吸着が生じる場合があり、これを解決する目的で予めディスク基板の表面を研磨テープで研磨（テープ研磨）してディスク表面を適度に粗面化するテクスチャー処理が一般に行なわれている。
【０００４】磁気ヘッドの浮揚高さは、高密度記録のためにはできるだけ小さい方が好ましく、且つ突起の高さが適度に均一であることが望ましい。ところが、テープ研磨法では粗面化の度合いを精度良く制御することが困難である。また、カーボン基板やガラス基板のような脆性材料においては、研磨テープによる方法ではその脆さのため、マイクロクラックが入りやすく、これがひいてはエラーの原因となるため、粗面化の精度、質には限界が存在していた。このような背景から、特にカーボン基板のテクスチャーを改良する目的で、特開平３−２８３０１８号公報に記載されているようにカーボン基板を加熱処理したり、特開平４−２１４２２５号公報、特開平４−２１４２２７号公報、特開平５−９４６１８号公報に記載されているように、アモルファスカーボン基板に研磨工程と酸化性ガスの存在下での加熱工程を施してテクスチャー処理する方法が提案されている。更に、特開平７−６３４９号公報には全面が電解質溶液中で電解エッチングされた磁気記録媒体用の基板が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなテクスチャー処理のみでは、１．３マイクロインチ以下の超低浮上量が求められるハードディスク装置においては、ディスクとヘッドの張りつきの問題を完全に解決することは困難であった。また、特開平３−２８３０１８号公報の方法では、カーボン基板の加熱を大気中で行なうと、粗面化が局所的に進行し、基板表面に深いピットを作り、テクスチャー処理を均一に施すことが困難となる。これは、この方法で用いるカーボン基板の材料が不均質なため大気中でのコンタミネーションの影響を受けやすいためと考えられる。特に、大気中のＮｉやＦｅ等の遷移金属がカーボンの酸化触媒として作用しているものと考えられる。このように特開平３−２８３０１８号公報の方法では真空中で基板を加熱する必要があるが、真空中の酸化テクスチャーは処理速度が遅く、また真空環境を整えるためには系内の洗浄に細心の注意を払わなければならず、しかも高価な真空装置を用意する必要があり、工業的にはより有利な方法が要求される。
【０００６】また、特開平７−６３４９号公報のように基板の全面を電解エッチングすると、基板の端面に電流が集中し、特に基板の外周端面の“ダレ”が発生しやすくなり、データ書込み可能な領域の面積が減少してしまう。
【０００７】更に、ディスク基板の全面にテクスチャー処理を行なうと、ＣＳＳ領域の表面粗さを大きくする必要があるので、必然的に基板全体の粗さを小さくするにも制限される。また、磁気ヘッドの浮上高さ（グライドハイト、ＧＨＴ）も制限されるので、書込時および読出時の磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離が制限される。したがって、現在より高記録密度化を行うためには全面テクスチャーでは困難であった。そこで、ディスク基板の表面のうち、ハードディスク装置の起動および停止時に磁気ヘッドとの接触が生じる領域を含む一部の領域にのみテクスチャー処理を施す、いわゆるゾーンテクスチャーが提案されている。ゾーンテクスチャーは、テープテクスチャー、レーザービームテクスチャー、スパッタテクスチャー等の物理的、機械的な手法により行なわれている（例えば特開平６−２９０４５２号、特開平７−２９１６４号等）が、これらの方法ではカーボン基板のような脆性材料を所望の品質に調節することが難しくまた、材料除去に伴うコンタミネーションが発生したりするという問題が生じる。また、特開平７−１４１６４９号では炭素基板の表面に固体酸化触媒の分散領域を形成して酸化雰囲気中で触媒含有表面を加熱して炭素基板の表面を粗面化する方法が開示されているが、この方法では基板表面にスパッタリング、イオン注入、化学蒸着、プラズマ溶射、溶液浸漬、溶液共沈等の方法で触媒を分散させる工程が必要となる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究した結果、密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 のガラス状カーボン基板を用い、そのＣＳＳ領域を含む一部の領域に陽極酸化処理または電解エッチング処理によるテクスチャー処理を施すことにより、良質なテクスチャー処理を簡易に施すことが可能となり、大幅に生産効率が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】すなわち本発明は、表面研磨された密度１．４〜１．６ｃｍ3 のガラス状カーボン基板の一部をマスキングした後、該基板を電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理することにより、前記基板のマスキングされていない表面を粗面化することを特徴とする磁気ディスク用基板のテクスチャー方法を提供するものである。
【００１０】まず、本発明に用いられるガラス状カーボン基板について説明する。本発明のテクスチャー方法において用いられるガラス状カーボン基板は、表面研磨された密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 のものである。密度が１．４ｇ／ｃｍ3 未満であるとエラー特性に劣り、また密度が１．６ｇ／ｃｍ3 を超えると大気中でテクスチャー処理をした場合にＣＳＳ特性が著しく低下する。
【００１１】ここで、ガラス状カーボン基板とはガラス状カーボン単体及びガラス状カーボンを母材とする複合材料を含むものとする。これらは、注型、圧縮、押出等の広く知られた各種成形法により成形された成形体、または基体表面にスパッタリング法や蒸着法等で直接ガラス状カーボン材料を析出させた析出体の形態をなすものであり、具体的には、特開昭６０−３５３３３号に記載された材料を使用するのが好ましい。
【００１２】このガラス状カーボン材料は熱硬化性樹脂を炭素化して得られるガラス状カーボン材料、共重合や共縮合などにより熱硬化するよう変性された樹脂を炭素化して得られるガラス状カーボン材料、硬化あるいは炭素化の過程で化学処理によって結晶化を著しく妨げることにより得られるガラス状カーボン材料等がある。ここで用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エステル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等を挙げることができる。これらの樹脂はそのまま、あるいはブレンド、または変性することにより用いられる。好ましくは、硬化前の初期縮合物の状態で２０重量％以上の水を含有することができる熱硬化性樹脂である。「初期縮合物」とは、硬化前の樹脂を意味し、原料モノマーを相当量含む場合もあるが、ある程度付加および／または縮合反応が起こり、粘度が高くなった樹脂組成物をいう。本発明でいう熱硬化性樹脂の初期縮合物は、原料樹脂の種類、ブレンド比率、重合度制御、変性等により適宜設計できる。例えば、変性フェノール樹脂をベースにした樹脂で、特開昭６０−１７２０８号公報、特開昭６０−１７１２０９号公報、特開昭６０−１７１２１０号公報で開示された熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂に変性し得るものとしては、上述のフェノール樹脂、フラン樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいはアスファルト、ピッチ類等の天然に産出する高い炭素化収率を有する材料、リグニン、セルロース、タラガカンガム、アラビアガム、フミン類、各種糖類などの比較的高い炭素収率を有する親水性物質が挙げられる。
【００１３】また、本発明でいうガラス状カーボン材料を含む複合材料集合体とは、前述のガラス状カーボン材料と合成樹脂および／または炭素質フィラーとを含有する複合材料の集合体を意味する。合成樹脂としては、塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、またはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。炭素フィラーは、一般的な炭素材料を意味するものであり、例えば残炭素率の高いリグニンやピッチ等が挙げられる。
【００１４】次に、本発明におけるテクスチャー方法について説明する。本発明において、テクスチャー処理は、支持体の表面に陽極酸化処理を施すことにより行なわれる。即ち、支持体をＮａＯＨ等の電解質水溶液中に浸漬し、これを陽極とし陰極の基準電極との間に電圧を印加する。それにより、水溶液中においてＯＨ- 、ＣｌＯ- 、ＳＯ42- 、ＣＯ32- 等の酸化性イオンの放電が生じる。これにより、陽極の支持体を構成する原子、例えばガラス状カーボンの場合は炭素と酸化性イオンが反応して結合し、ＣＯ2、ＣＯ、Ｎａ2ＣＯ3 等となって炭素が消耗する。これにより支持体の表面が粗面化する。なお、本発明では支持体を陽極とするが、陰極の材質は限定しない。
【００１５】テクスチャー工程に用いられる電解質水溶液は、酸或いはアルカリの水溶液であれば良く、０．１〜１００重量％、好ましくは１〜６０重量％の濃度のものが用いられる。用いられる酸は硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、フッ酸、過塩素酸等の無機酸、或いは蓚酸、蟻酸等の有機酸が挙げられる。アルカリはＮａＯＨ、ＫＯＨ等が挙げられ、これらは二種以上のものをブレンドして使用してもかまわない。なお、テクスチャー効率やハウジングの腐食を考慮すると、アルカリ系水溶液を用いることが好ましい。また、テクスチャー効率、防錆性付与のための添加剤を配合してもよい。
【００１６】用いる電流波形は、例えば直流、単相交流や三相交流等の交流、矩形波、三角波等のパルス波、単相半波、二相半波、三相半波、六相半波、単相全波、三相全波等が特殊波形が用いられる。これらの波形を組み合わせて用いてもよい。生産性の点から考慮すると、三相交流が望ましい。電解波形を変えると得られるテクスチャー形状も変化することから、所望のテクスチャー形状に合わせて電流波形の選択／組み合わせを行なうことが望ましい。
【００１７】陽極酸化時の電流密度に関しては、テクスチャーの均一性、生産性、設備負荷を考慮すると、１〜２００ｍＡ／ｃｍ2 が好ましく、更に好ましくは５〜１００ｍＡ／ｃｍ2 である。すなわち、電流密度が低すぎると、生産性が低下し、逆に高すぎる場合にはテクスチャーの均一性が低下する傾向がある。
【００１８】また、陽極酸化時の電圧に関しては、テクスチャーの均一性、生産性、設備負荷を考慮すると、１〜１００Ｖが好ましく、更に好ましくは２〜５０Ｖである。すなわち、電圧が低すぎると、必要な電流密度が得られず、生産性が低下し、逆に高すぎる場合には電場の偏りが生じやすく、均一な粗面化が行なわれなくなる傾向がある。
【００１９】陽極酸化時の電流や電圧は、処理時、常に一定でように設定していてもよく、或いは工程中で変化させてもよい。陽極酸化の処理時間に関しては、テクスチャーの程度や均一性を考慮すると、１秒〜１時間程度が好ましい。更に好ましくは約５秒〜２０分程度である。すなわち、処理時間が短すぎると所望のテクスチャーのものが得られにくく、逆に処理時間が長すぎる場合にも所望のテクスチャーのものが得られ難くなる傾向がある。
【００２０】尚、陽極酸化を行なう温度は１〜１００℃程度でよい。一般的には室温付近でよいが、電解液の種類により適宜選択すればよい。
【００２１】上記のような陽極酸化処理の諸条件は、支持体のＲａ（中心線平均粗さ）が５〜１００Å、好ましくは５〜３０Å、且つＲｐ（中心線最大高さ）が１０〜５００Å、好ましくは１０〜２００Åとなるように調節することが望ましい。Ｒｐが５００Åを超えるとヘッドの浮上量低下が困難となりスペーシングロスが生じて記録密度向上の点で好ましくない。
【００２２】本発明のガラス状カーボン基板はＣＳＳ領域とデータ領域とを有する磁気ディスクの製造に用いられる。このため、本発明の陽極酸化処理あるいは電解エッチング処理テクスチャー処理は、ガラス状カーボン基板の一部の領域、通常ＣＳＳ領域を含む領域に施される。このためガラス状カーボン基板の一部に適当なマスキング手段を施してガラス状カーボン基板のＣＳＳ領域以外の部分（データ領域となる部分）を遮蔽する必要がある。
【００２３】なお、本発明においてＣＳＳ領域とは、主として磁気記録媒体の停止時に磁気ヘッドとの接触が生じる領域であり、データ領域とは磁気記録媒体の停止時・起動時に磁気ヘッドとの接触が生じず、主として磁気記録を行なう領域であるが、ＣＳＳ領域は必要に応じて磁気記録を行なう領域として使用することもできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明のテクスチャー方法に用いられるガラス状カーボン基板は例えば次のような方法で得られる。まず、前記したような熱硬化性樹脂と必要に応じて配合される任意成分と混合し、所望の型に注入し、加熱下で硬化させる。次いでこれをドーナツ状に加工した後、更に昇温しつつ加熱し、真空中で加熱焼成した後、冷却することにより得られる。また、原料をガラス板の間に注入して板状の樹脂とした後、ドーナツ状に型抜きして同様に加熱焼成してもよい。テクスチャー処理を施す前のガラス状カーボン基板の密度は前記したように１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 の密度を有する必要があり、密度がこの範囲となるように基板の材料や加熱条件等を適宜調節する。テクスチャー処理の前にガラス状カーボン基板を予め表面研磨する。表面研磨の方法は＃５００〜８０００の砥粒で行なうのが一般的である。
【００２５】本発明において、ガラス状カーボン基板の陽極酸化又は電解エッチング法によるテクスチャーの成否のカギは基板材料の均質化、無欠陥化或いは欠陥サイズの極小化、ミニマム化が極めて重要である。この点について研究を鋭意推し進めた結果、ガラス状カーボン基板は前記した通り１．４〜１．６ｇ／ｃｍ3 の密度を有する必要があり、更に、ガラス状カーボン基板がＸ線回折による（００２）面の回折ピークの半値幅が３度以上であることが好ましく、また、前記ガラス状カーボン基板の表面における３μｍ以上の表面欠陥が１個／ｃｍ2 以下であることが好ましく、両者を兼備することがより好ましい。
【００２６】次いでガラス状カーボン基板のＣＳＳ領域となる領域を含む一部の領域は露出させ、残りの部分にマスキングを施した後、電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理することによりテクスチャー処理を行なう。マスキング手段としては、電気絶縁タイプのものが好ましく、水溶性コロイド系ホトレジスト、ポリ桂皮酸系ホトレジスト、環状ゴム系（芳香族ビスアジト系）ホトレジスト、ノボラック系（キノン、ジアジト系）ホトレジストなど、市販、公知のものが使用でき、金属被覆を行い、表面を酸化して電気絶縁性にしたものでもよい。
【００２７】テクスチャー工程における電流密度、電解時間、溶液の種類等の条件は、支持体のＲａ（中心線平均粗さ）が５〜１００Å、且つＲｐ（中心線最大高さ）が１０〜３００Åとなるように調節する。テクスチャー処理を終えたガラス状カーボン基板は、常法に従って洗浄され、磁気ディスクの製造に供される。
【００２８】
【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】実施例１〜４及び比較例１〜４
【００３０】この熱硬化性樹脂１００重量部に対し、パラトルエンスルホン酸７０重量％、水２０重量％、セルソルブ１０重量％に混合液３．５重量部を添加し、十分攪拌後、厚さ２ｍｍの円盤状の型に注入し、減圧脱泡した。次いで、５００℃で３時間、８０℃で２日間加熱硬化した。この熱硬化物を所定のドーナツ形状に加工し、このあと有機物焼成炉で窒素雰囲気下で２〜５℃／時の昇温速度で７００℃まで加熱し、さらに０．５ｍＴｏｒｒ程度の真空中にて５〜２０℃／時の昇温速度で１２００℃まで加熱焼成し、この温度で２時間保持した後、冷却し、ガラス状カーボン基板を得た。
【００３１】このガラス状カーボン基板を平均粒径５０〜０．１μｍの砥粒で鏡面研磨し、中心線粗さ（Ｒａ）を８Åとした。ここで、Ｒａは、触針式粗さ計（ＴＥＮＣＯＲ Ｐ２）により、下記の条件で測定した。
触針径：０．６μｍ（針曲率半径）
触針押し付け圧力：７ｍｇ測定長：２５０μｍ×８ヶ所トレース速度：２．５μｍ／秒カットオフ：１．２５μｍ（ローパスフィルタ）。
【００３２】また、このガラス状カーボン基板の密度は１．５ｇ／ｃｍ3 であり、またＸ線回折により２θ＝２０〜３０°付近に表れる（００２）面の回折ピークの半値幅は３．９°であり、偏光顕微鏡および微分顕微鏡で表面欠陥を観察したところ、３μｍ以上の欠陥（ボイドやクラック）は０個／ｃｍ2 であった。同様の方法で、形成条件を変えて、表１に示すような各種密度、半値幅、表面欠陥密度を有するガラス状カーボン基板を作製した。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
＊ＣＳＳ特性；ヤマハ社製の薄膜ヘッドを用い、ヘッド荷重３．５ｇ、ヘッド浮上量２．８μインチ、４５００ｒｐｍで５秒間稼働、５秒間停止のサイクルを繰り返して行い、その際の静摩擦係数（μｓ）が０．６になるまでの回数を調べた。
＊ＧＨＴ特性；ＰＲＯＱＵＩＰ社製ＭＧ１５０Ｔを用い、５０％スライダヘッドを用いて行った。１．５μインチの浮上高さの通過率により、以下ように評価した。
Ｓ：通過率が９０％以上Ａ：通過率が５０％以上〜９０％未満Ｂ：通過率が３０％以上〜５０％未満Ｃ：通過率が３０％未満＊エラー特性；エラー特性はＰＲＯＱＵＩＰ社製ＭＧ１５０Ｔ装置を用い、７０％スライダヘッドを使用し、記録密度５１ＫＦＣＩの条件で評価した。スライスレベルは７０％とし、１６ビット未満のミッシングエラーの個数をカウントし、以下のように評価した。
Ｓ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が０〜５個である。
Ａ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が６〜１５個である。
Ｂ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が１６〜４５個である。
Ｃ：評価ディスクの５０％以上がエラー個数が４６個以上である。
【００３６】＊端面形状；端面のダレの程度は前記と同じ表面粗さ計を用いて評価した。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、磁気ディスク用カーボン基板の一部にテクスチャー処理を均質に施すことができ、ＣＳＳ領域とデータ領域とを有する磁気ディスクにおけるＣＳＳ特性、ＧＨＴ特性、エラー特性が向上する。本発明のテクスチャー方法は、真空条件を必要としないため、生産効率が向上する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 表面研磨された密度１．４〜１．６ｃｍ3 のガラス状カーボン基板の一部をマスキングした後、該基板を電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理することにより、前記基板のマスキングされていない表面を粗面化することを特徴とする磁気ディスク用基板のテクスチャー方法。
【請求項２】 前記基板のＸ線回折による（００２）面の回折ピークの半値幅が３度以上である請求項１記載の磁気ディスク用基板のテクスチャー方法。
【請求項３】 前記基板における３μｍ以上の表面欠陥が１個／ｃｍ2 以下である請求項１又は２記載の磁気ディスク用基板のテクスチャー方法。
【請求項１】 表面研磨された密度１．４〜１．６ｃｍ3 のガラス状カーボン基板の一部をマスキングした後、該基板を電解液中で陽極酸化処理または電解エッチング処理することにより、前記基板のマスキングされていない表面を粗面化することを特徴とする磁気ディスク用基板のテクスチャー方法。
【請求項２】 前記基板のＸ線回折による（００２）面の回折ピークの半値幅が３度以上である請求項１記載の磁気ディスク用基板のテクスチャー方法。
【請求項３】 前記基板における３μｍ以上の表面欠陥が１個／ｃｍ2 以下である請求項１又は２記載の磁気ディスク用基板のテクスチャー方法。
【公開番号】特開平９−９７４２４
【公開日】平成９年（１９９７）４月８日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−２５３３５８
【出願日】平成７年（１９９５）９月２９日
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【公開日】平成９年（１９９７）４月８日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）９月２９日
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
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