专利名称：记录介质用润滑剂及磁盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于磁盘、磁带等记录介质的润滑剂，以及包括有通过使用所述润滑剂而形成的润滑层的磁盘。
背景技术：
作为磁盘用润滑剂，通常采用的是全氟聚醚类化合物，其中，最常用的是具有低表面能及低摩擦力的Fomblin系(Solvay Solexis K.K.产品)化合物。Fomblin系化合物是其中主链的基本骨架为(CF2CF2O)m(CF2O)n的全氟聚醚类化合物。
然而，已知Fomblin系化合物会与磁头部件中所含的氧化铝(Al2O3)反应，从而发生主链的断裂(Macromolecules，1992，Vol.25，pp.6791-6799)。随着断裂的进行，全氟聚醚发生解聚并最终从磁盘上挥发。
磁盘的驱动方式有两种，即接触式启动/停止(CSS)方式和斜坡加载/卸载(L/UL)方式，其中前一种方式下装置启动或停止时磁头与磁盘相互接触，而后一种方式装置停止时磁头缩回至磁盘表面的外部，根据所采用的方式不同，润滑剂所需的性能而有所不同。
近年来，有提高磁盘装置的存储密度和处理速度的需求，为了满足这一需求，需要减小磁头与磁盘间的距离(浮动高度)，加速磁盘的旋转。即使在磁头基本不与磁盘相接触的L/UL方式中，随着浮动高度的降低及旋转速度的提高，磁头与磁盘的接触频率也会加大，这会导致润滑剂从磁盘表面转移至磁头，润滑剂飞溅出磁盘外。结果，有时损坏磁盘，因此优选与磁盘表面附着力强的润滑剂。此类润滑剂的实例为分子内含有多个极性基团的Fomblin系全氟聚醚化合物(例如，SolvaySolexis K.K.的产品“Z-Tetraol”)，然而，这种润滑剂不能解决由氧化铝引起的分解问题。
另一方面，作为分子内尽管含有全氟聚醚链却仍然能够抑制由氧化铝引起的分解的化合物，已知有其中全氟聚醚骨架的末端用磷腈官能团改性的化合物(美国专利No.6608009和No.6605335的说明书)。这种化合物通过改性磷腈官能团的作用而抑制由氧化铝引起的分解。另外，这种化合物与其他全氟聚醚化合物的相溶性高，并具有优良的耐CSS性能。然而，它们与磁盘表面的附着力较低，因此并不特别优选为L/UL方式下使用的润滑剂。
为了提高信息的记录/读取速度，希望磁盘的旋转速度在不久的将来达到15,000rpm或更高。由于磁盘旋转速度的提高，润滑剂的飞溅量有增加的趋势。另外，如果在磁盘高速旋转的情况下长时间地进行滑动，则润滑层会由于分解而变薄，最终磁盘破损。为了确保获得可靠的磁盘驱动，需要使用对磁盘附着力强、同时又不易分解的润滑剂。
发明内容
发明目的本发明的目的在于提供对记录介质附着力强、且不易分解的记录介质用润滑剂。
技术方案本发明提供了如下所述的记录介质用润滑剂及磁盘。
1.记录介质用润滑剂，含有式(1)所示的全氟聚醚化合物及式(2)所示的另一种全氟聚醚化合物R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R2(1)其中R1代表 其中，R代表C1-4卤代烷基，R2代表-OCH2CH(OH)CH2OH，并且m和n各自独立地为1-30；R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R3(2)其中R1、m和n如上定义，并且R3代表-OCH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)CH2OH。
2.磁盘，通过在支承物上依次形成记录层和保护层，并在保护层的表面形成基本由第1项的润滑剂构成的润滑层而获得。
下面对本发明进行详细的解释。
本发明的记录介质用润滑剂中所含的全氟聚醚化合物，在全氟聚醚链的一端具有环三磷腈官能团，并在另一端具有由乙二醇骨架衍生的多个羟基。
本发明的记录介质用润滑剂通过例如以下方法制备。
-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-将具有如上式所示的主链、并在一端具有环三磷腈官能团、在另一端具有一个羟基的全氟聚醚化合物与叔丁醇钾和叔丁醇混合，然后70℃下搅拌30分钟，其中结构式中m和n各自独立地为1-30。叔丁醇钾溶解完成后，70℃搅拌下向所得溶液中逐步滴入0.5至2.0当量的2，3-环氧-1-丙醇，滴加时间2小时。滴加完成后，将所得混合物在70℃下再搅拌2小时。反应完成后，用基于全氟化碳的溶剂萃取混合物，蒸馏除去溶剂，得到粘稠的液体。由此得到的粘稠液体含有如上式(1)所示的全氟聚醚化合物、如上式(2)所示的全氟聚醚化合物和如式(3)所示的全氟聚醚化合物，R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-OH(3)，其中R1代表 R为C1-4卤代烷基，并且m和n各自独立地为1-30。
该三元混合物可直接原样用作本发明的记录介质用润滑剂，但可通过柱色谱、超临界二氧化碳萃取法等提纯方法对其进行提纯。
记录介质用润滑剂的优选实例为含有总量不少于50wt％(重量百分比)的式(1)和式(2)所示全氟聚醚化合物的混合物，并且其中式(1)所示全氟聚醚化合物的含量不少于30wt％，记录介质用润滑剂的更优选实例为含有总量不少于70wt％的式(1)和式(2)所示全氟聚醚化合物的混合物，并且其中式(1)所示全氟聚醚化合物的含量不少于40wt％。
株式会社松村石油研究所的产品“Moresco Phosfarol A20H”，是具有-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-主链、并在一端具有环三磷腈官能团、在另一端具有羟基的全氟聚醚化合物原料的具体实例，其中m和n各自独立地为1-30。该化合物的化学结构为(CF3C6H4O)5-P3N3-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2OH，其中-P3N3-代表环三磷腈环，m和n各自独立地为1-30，并且数均分子量为约1300至8000。
本发明的记录介质用润滑剂的一个应用实例，为用作改进磁盘装置中磁盘滑动性能的润滑剂。这一应用旨在降低磁盘与磁头间的摩擦系数，因此，本发明的润滑剂也可用作在其中磁带或类似记录介质与磁头间发生滑动的不同于磁盘的记录装置中使用的润滑剂。本发明的润滑剂可用作包括有伴有滑动的部分的装置的润滑剂，所述装置不限于记录装置。需注意的是，本发明的润滑剂表现出抑制Fomblin系全氟聚醚化合物分解的作用，因此可与Fomblin系润滑剂一起使用。本发明的润滑剂可与不同于Fomblin系润滑剂的润滑剂一起使用，例如“Demnum SA”(Daikin Industries Ltd.产品)和“Krytox”(DuPont产品)。
本发明的磁盘通过以下方法制成在支承物上依次形成记录层和保护层，然后在保护层的表面形成包括有上述记录介质用润滑剂的润滑层。
图1表示本发明磁盘的一个实例的结构示意图(横截面)。
图1中，本发明的磁盘包括支承物1上的记录层2、记录层2上的保护层3、和保护层3表面上的包括有上述记录介质用润滑剂的最外层润滑层4。
支承物1的材料的实例包括铝合金、玻璃、聚碳酸酯等。记录层2的材料的实例包括通过向可形成强磁性物质的铁、钴、镍等元素中加入铬、铂、钽等而形成的合金，及其氧化物。它们可通过电镀、喷镀等制成。保护层3的材料的实例包括类金刚石碳、Si3N4、SiC、SiO2等。它们可通过喷镀、CVD等制成。
通过将本发明的记录介质用润滑剂溶于溶剂中，使用该溶液，通常通过浸渍，可制得润滑层4。可将本发明的记录介质用润滑剂溶解的溶剂均可在本发明中使用。可使用的溶剂的具体实例包括基于全氟化碳的溶剂(例如住友3M Limited产品“PF-5060”、“PF-5080”、“HFE-7100”和“HFE-7200”；以及DuPont产品“VERTREL XF”)。
发明效果由于本发明的记录介质用润滑剂对记录介质的附着力强，因此，可减少飞溅的润滑剂，并且不易分解。包括有通过使用上述润滑剂而形成的润滑层的磁盘，可耐受高速旋转下的持续滑动，因此，带有这种磁盘的磁盘驱动可实现信息的高速记录/读取。
图1表示本发明磁盘的一个实例的示意性截面视图。
符号说明1 支承物2 记录层3 保护层4 润滑层具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细的解释。
实施例1在氩气气氛中，将22.0g(7.11mmol)“Moresco PhosfarolA20H-2000”(株式会社松村石油研究所产品)、0.1g(0.71mmol)叔丁醇钾和13.0ml叔丁醇混合，在70℃下搅拌30分钟。叔丁醇钾溶解完成后，70℃搅拌下向所得混合物中滴入0.6g(7.11mmol)2，3-环氧-1-丙醇，滴加时间2小时。滴加完成后，混合物在70℃下再搅拌2小时。反应完成后，向反应混合物中加入“VERTREL XF”(DuPont产品)进行萃取，随后用混合1N盐酸和甲醇得到的水溶液洗涤。蒸馏除去“VERTREL XF”，得到14.0g粘稠的液体。
对由此得到的粘稠液体进行19F-NMR分析和1H-NMR分析，以获得数均分子量和组成(wt％)。其数均分子量为2929。表1给出组成。表1中，式(1)化合物为上式(1)所示的全氟聚醚化合物，其中R为三氟甲基。表1中的式(2)化合物为上式(2)所示的全氟聚醚化合物，其中R为三氟甲基。表1中的式(3)化合物为上式(3)所示的全氟聚醚化合物，其中R为三氟甲基。
表1
19F-NMR分析结果如下所示。
19F-NMR(无溶剂。参照将所得产物中的OCF2CF2CF2CF2O定义为-125.8ppm。)δ＝-78.6ppm，-80.6ppm[2F，Rf-[CF2CH2-O-P3N3-(OC6H4CF3)5]]；δ＝-77.8ppm，-79.9ppm[2F，Rf-[CF2CH2-O-CH2CH(OH)CH2OH]]。
作为1H-NMR分析的预处理，进行三氟乙酰化。三氟乙酰化步骤如下。向粘稠液体(0.2g)中加入10倍重量的三氟乙酸酐(2.0g)，然后室温搅拌12小时。搅拌完成后，除去过量的三氟乙酸酐，得到三氟乙酰化物。
1H-NMR分析结果如下所示。
1H-NMR[三氟乙酰化物](溶剂全氟己烷。参照氧化氘D2O)δ＝3.70-4.05ppm[4H，Rf-[CF2CH2-O-CH2CH(OAc)CH2OAc]]；δ＝3.70-4.05ppm[2H，Rf-[CF2CH2-O-P3N3-(OC6H4CF3)5]]；δ＝4.45-4.70ppm[2H，Rf-[CF2CH2-O-CH2CH(OAc)CH2OAc]]；δ＝5.25-5.35ppm[1H，Rf-[CF2CH2-O-CH2CH(OAc)CH2OCH2CH(OAc)CH2OAc]]；δ＝5.37-5.57ppm[1H，Rf-[CF2CH2-O-CH2CH(OAc)CH2OAc]]。
实施例2
在氩气气氛中，将67.0g(0.022mol)“Moresco PhosfarolA20H-2000”(株式会社松村石油研究所产品)、0.3g(0.002mol)叔丁醇钾和30.0ml叔丁醇混合，在70℃下搅拌30分钟。叔丁醇钾溶解完成后，70℃搅拌下向所得混合物中滴入2.0g(0.022mol)2，3-环氧-1-丙醇，滴加时间2小时。滴加完成后，混合物在70℃下再搅拌2小时。反应完成后，向反应混合物中加入“VERTREL XF”(DuPont产品)进行萃取，随后用混合1N盐酸和甲醇得到的水溶液洗涤。蒸馏除去“VERTREL XF”，然后通过超临界二氧化碳萃取法提纯，得到22.3g粘稠的液体。
对由此得到的粘稠液体进行19F-NMR分析和1H-NMR分析，以获得数均分子量和组成(wt％)。其数均分子量为3130。表2给出组成。表2中的式(1)、(2)和(3)化合物与表1中的相同。
表2
通过NMR分析获得的化学位移与实施例1的相同。
对实施例1和2获得的粘稠液体(润滑剂)进行粘合百分比测定及评价耐氧化铝分解性能的试验。
将实施例1和2获得的粘稠液体(润滑剂)溶于“VERTREL XF”(DuPont产品)中，制得润滑剂溶液(0.1wt％)。将相应的直径为2.5英寸的玻璃介质磁盘浸入润滑剂溶液中1分钟，并以2mm/s的速度提起，从而将润滑剂涂覆在每片玻璃介质磁盘上。将每片玻璃介质磁盘放入100℃恒温室中加热20分钟。用椭圆偏振仪测量每片磁盘上的润滑剂的膜厚度(该膜厚度定义为e)。然后将磁盘浸入“VERTREL XF”中10分钟，并以10mm/s的速度提起，洗净磁盘上未附着的润滑剂。用椭圆偏振仪测量磁盘上残留的润滑剂的膜厚度(该膜厚度定义为f)。用以下方程式表示的粘合百分比评价磁盘附着强度。表3给出结果。
粘合百分比(％)＝100×f/e在实施例1和2获得的粘稠液体所含的式(1)、(2)和(3)化合物中，式(3)所示化合物通过上述洗净步骤被去除。因此，只有附着力强的式(1)和式(2)所示化合物残留在磁盘上。
为进行比较，作为全氟聚醚化合物，采用株式会社松村石油研究所产品“Moresco Phosfarol A20H-2000”和Solvay Solexis K.K.产品“Zdol-4000”和“Z-Tetraol-2000S”，按上述相同方式测定粘合百分比。表3给出结果。
表3
从表3中清楚看出，实施例1和2获得的粘稠液体(润滑剂)形成了磁盘附着力强的润滑层。由此，可以预期润滑剂的飞溅将减少。
将氧化铝粉末(平均粒径100μm)加至实施例1和2获得的粘稠液体(润滑剂)、株式会社松村石油研究所产品“Moresco PhosfarolA20H-2000”以及Solvay Solexis K.K.产品“Zdol-4000”和“Z-Tetraol-2000S”中，使氧化铝粉末含量达到20wt％，并用振摇机混合至少15分钟。将均匀混合的试验样品用热分析仪(TG/DTA)加热进行耐分解测试。测试如下进行将特定重量的含氧化铝及不含氧化铝的试验样品放入铝容器中，氮气气氛下250℃加热样品，然后测定试验样品的重量损失。表4给出结果。
表4
从表4清楚看出，实施例1和2获得的粘稠液体(润滑剂)具有优良的耐氧化铝分解性能。
实施例3将实施例1获得的粘稠液体(润滑剂)溶于“VERTREL XF”(DuPont产品)中，制得润滑剂溶液(0.1wt％)。将包括有支承物、记录层和保护层的直径2.5英寸的玻璃介质磁盘浸入润滑剂溶液中1分钟，并以2mm/s的速度提起，从而将润滑剂涂覆在玻璃介质磁盘上。将玻璃介质磁盘放入100℃恒温室中加热20分钟。然后将磁盘浸入“VERTREL XF”中10分钟，并以10mm/s的速度提起，洗净。用椭圆偏振仪测量磁盘上残留的润滑剂的膜厚度。残留的润滑剂的膜厚度为4.9。
权利要求
1.一种记录介质用润滑剂，包含式(1)所示的全氟聚醚化合物及式(2)所示的另一种全氟聚醚化合物，R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R2(1)其中R1代表 其中R代表C1-4卤代烷基，R2代表-OCH2CH(OH)CH2OH，并且m和n各自独立地为1-30；R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R3(2)其中R1、m和n如上定义，并且R3代表-OCH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)CH2OH。
2.一种磁盘，通过在支承物上依次形成记录层和保护层、并在保护层的表面形成基本由权利要求1的润滑剂构成的润滑层而获得。
全文摘要
提供一种对记录介质附着力高的、难于分解的记录介质用润滑剂，以及一种高速旋转下耐持续滑动的磁盘。本发明提供包含下式(1)所示全氟聚醚化合物和下式(2)所示另一种全氟聚醚化合物的记录介质用润滑剂以及一种具有由所述润滑剂构成的润滑层的磁盘。R
文档编号C10N30/06GK1989228SQ20058002493
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月14日 优先权日2004年7月23日
发明者若林明伸, 坂根康夫 申请人:株式会社松村石油研究所