专利名称：磁记录盘及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种磁记录盘及其制造方法。更具体地说，本发明涉及这样一种磁记录盘，其具有高粘附的润滑层，因此即使在极其低，例如12纳米或更低的飞行高度下也可以防止出现飞行静摩擦故障或侵蚀故障，并且即使在高速，例如5,400rpm或更高的转速下也可以防止发生迁移，该盘将要安装在磁记录盘装置如硬盘驱动器(HDD)上，并涉及其制造方法。
背景技术：
通常，磁记录盘装置使用CSS(接触起停)方法，其中在停止时间，磁头与在内圆周区域中形成的接触起停区(CSS区)接触，使磁头在起始时间略微上升，同时使其在CSS区中接触滑动(contact-slide)，然后，在CSS区外形成的写读磁盘区的表面上进行写和读。当结束操作时，使磁头从写读磁盘区回到CSS区，并使其着陆，同时使其在CSS区中接触滑动，磁头停止。在上述CSS方法中，将包括接触滑动的起动操作和结束操作称为CSS操作。
在上述CSS方法中使用的磁记录盘中，需要在磁盘表面上形成CSS区域和写读区域。当磁头和磁记录盘接触时，为了防止它们的粘连(静摩擦)，还需要在磁记录盘表面上形成称为织构的、具有预定表面粗糙度的粗糙形状。为了减轻由磁头和磁记录盘在CSS操作过程中的接触滑动所引起的损坏，已知一种，例如具有涂层的磁记录介质(例如JP-A-62-66417)，该涂层由具有以下结构式的全氟烷基聚醚，HOCH2-CF2O-(C2F4O)p-(CF2O)q-CH2OH和含膦嗪(phosphazene)化合物作为主要组分的润滑剂组成并被涂覆到记录硬盘上(例如，JP-A-11-224419)。
最近，正用根据装卸方法(LUL方法)的磁记录盘代替上述CSS方法。在LUL方法中，磁头在停止时间保持在位于磁记录盘外面的、称作坡道(ramp)的倾斜部位上，在起始时间，磁记录盘开始转动后，使磁头从上面的坡道滑到磁记录盘上，随后进行写和读。将上述系列操作称作“LUL操作”。由于与CSS方法相比，可以保证在磁记录盘上进行广泛的写和读，所以对于提高信息记录容量而言，LUL方法是优选的。而且，由于该方法不需要在磁记录盘表面上形成CSS的织构，所以磁记录盘表面可以大大变光滑，并且还可以降低磁头的飞行高度，因此可以获得较高的记录信号S/N比。因此，LUL方法是合适的。
由于上述介绍的LUL方法还造成磁头的飞行高度不连续下降，所以即使在12纳米或更低的极低飞行高度下也需要实现磁头的稳定运行。然而，当在此非常低的飞行高度下使磁头飞过磁记录盘表面上时，造成飞行静摩擦和磁头侵蚀故障经常发生。
飞行静摩擦故障指的是造成磁头在其飞行过程中在飞行位置和飞行高度方面产生波动的故障。这些故障包括重复输出中不规则的波动，并且有时候，磁头与磁记录盘接触造成磁头冲撞(clash)，从而毁坏磁记录盘。
侵蚀故障指的是这样的故障，腐蚀磁头的元件(element)部分造成复写数据困难，并且有时候，不再可能复写，或腐蚀的元件会发生膨胀从而在磁头飞行的过程中造成对磁记录盘表面的损伤。
而且，最近的实践是提高磁记录盘的转动速率以提高磁记录盘驱动装置的应答。通常，小型的、适用于移动装置的2.5英寸磁记录盘驱动装置的转动速率约为4,200rpm，而最近的实践是以5,400rpm或更高的高速率转动磁记录盘以提高应答能力。当磁记录盘以如此高的速率转动时，由转动引起的离心力导致润滑层运动(迁移)，结果会显现出以下现象，即润滑层在磁记录盘表面上渐渐具有不均匀的厚度。当磁盘外圆周侧上润滑层的厚度增加时，在LUL的时候易于发生飞行粘着故障或磁头冲撞故障。当磁盘内圆周侧上润滑层的厚度降低时，光滑性能下降，从而易于发生磁头冲撞故障。
JP-A-62-66417和JP-A-11-224419中描述的常规润滑剂主要是针对提高CSS操作而开发出来的润滑剂。当在根据LUL方法的磁记录盘中使用这类润滑剂时，上述故障极频繁地发生，难以满足近来对磁记录盘要求的可靠性。因此，使得在根据LUL方法的磁记录盘中难以获得较高的磁记录盘容量，较高的S/N比以及较快的应答。
因此，在这些情况下，本发明的目的是提供这样一种磁记录盘，其具有高粘附的润滑层，该层在极其低，例如12纳米或更低的飞行高度下可以防止出现飞行静摩擦故障或侵蚀故障，并且在例如5,400rpm或更高的转速下可以防止发生迁移，该盘将要安装在磁记录盘装置如硬盘驱动装置(HDD)上，并提供其制造方法。特别是，本发明的目的在于提供一种适合于LUL方法的磁记录盘及其制造方法。
发明内容
为了实现上述目的，本发明人对最近磁记录盘中出现的上述问题进行了勤劳的研究，并且已经发现，这些问题是出现以下机理的结果。
当磁头的飞行高度逐渐变为12纳米或更小的极低飞行高度时，磁头在其飞行的过程中通过空气分子重复地对磁记录盘上的润滑层施加绝热压缩和绝热膨胀，润滑层通过上述热作用被重复加热和冷却。根据此观点，本发明人还研究并发现了上述热作用促使构成润滑层的润滑剂热解，因而将润滑剂分解为低级分子。当因热解将润滑剂分解为低级分子时，由于其低级分子导致润滑剂的流动性提高，因此润滑层与保护层之间的粘附力下降。因此，流动性提高的润滑剂转移并沉积在距磁记录盘距离极近的磁头上，从而使磁头的飞行位置不稳定，造成出现飞行静摩擦故障。
特别是，已经发现，由于在磁头的底面上出现高的负压，导致具有最近引入的NPAB(负压气承表面)滑动器的磁头从磁记录盘的表面吸取润滑剂的分解产物，这促进了迁移和沉积现象。
还发现，润滑剂有时候热分解形成氢氟酸，并且发现由于氢氟酸迁移并沉积到/在磁头上，所以易于腐蚀磁头的元件部分。
还发现，适合于较高密度记录的、在磁头中使用的磁电阻效应复制元件(MR、GMR、TMR等)容易被腐蚀，产生高Bs(磁通密度)的屏蔽材料如含FeNi的坡莫合金也可能被腐蚀，该材料在具有复制磁电阻效应的元件的磁头屏蔽部分中使用。
特别是，已经发现，JP-A-62-66417中描述的润滑剂的耐热性低，易于被热分解，并因此易于造成由于这些现象出现的故障。
而且，已经发现，由润滑剂热解形成的氢氟酸易于造成磁记录盘设备的气氛中存在的硅氧烷发生化学变化从而形成二氧化硅，这样形成的二氧化硅易于转移到磁头上从而造成飞行静摩擦故障。
本发明人还发现，LUL方法加重了上述故障。与CSS方法不同，在LUL方法中，当接触时，磁头不在磁记录盘的表面上滑动，因此曾经转移到磁头上的润滑剂的分解产物不再转移或回到磁记录盘侧。在CSS方法中，磁记录盘的CSS区用于清除掉在CSS操作的过程中粘附到磁头上的分解产物，因此，认为不会明显出现上述故障。
本发明人还在上述结果的基础上进行了进一步研究，结果发现，通过使用含混合两种特定结构化合物的润滑层作为磁记录盘上的润滑层可以防止出现上述问题，所述化合物具有全氟聚醚主链，其中每种化合物的端部被改性，并因此完成了本发明。
即，本发明的要点如下。
(1)一种磁记录盘，包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该润滑层含有化合物(A)和化合物(B)，化合物(A)具有通式(I) 其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，化合物(B)具有全氟聚醚主链，该主链具有两个端部，每个端部都含碳原子或氧原子，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键。
(2)一种磁记录盘，包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该润滑层由化合物(A)和化合物(B)的混合物形成，化合物(A)具有通式(I) 其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，和化合物(B)具有全氟聚醚主链，该主链具有两个含碳原子或氧原子的端部，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键。
(3)如上述(1)或(2)中叙述的磁记录盘，其中化合物(B)表示至少一种选自通式(II)、(III)、(IV)和(VII)化合物中的化合物，HOCH2-CF2O-(CF2CF2O)a(CF2O)b-CH2OH(II)HOCH2-CF2O-(CF2CF2O)a(CF2O)b-CF2-CH2OH(III) HO-(CH2CH2-O)m-CH2-CF2-(OC2F4)a(OCF2)b-O-CF2-CH2-(OCH2CH2)n-OH(VII)其中，a、b、m和n中的每一个都是1或更大的整数。
(4)如上述(1)、(2)或(3)中叙述的磁记录盘，其中润滑层含化合物(A)和化合物(B)，化合物(A)∶化合物(B)的重量比为2∶8-8∶2。
(5)如上述(1)-(4)中任何一项叙述的磁记录盘，其中化合物(A)的重均分子量(Mw)为2,000-7,000，由重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.1或更小。
(6)如上述(1)-(5)中任何一项叙述的磁记录盘，其中化合物(B)的重均分子量(Mw)为2,000-7,000，由重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.2或更小。
(7)如上述(1)-(6)中任何一项叙述的磁记录盘，其用于装卸方法中的硬盘驱动器装置。
(8)如上述(1)-(7)中任何一项叙述叙述的磁记录盘，其中所说的保护层是用等离子CVD法形成的含碳保护层。
(9)如上述(1)-(8)中任何一项叙述的磁记录盘，其中所说的润滑层覆盖所说保护层的表面，覆盖率β为0.85-1。
(10)一种制造磁记录盘的方法，该磁记录盘包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该方法包括将化合物(A)与化合物(B)混合，并用这样获得的混合物形成所说的润滑层，其中化合物(A)具有通式(I)
其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，化合物(B)具有全氟聚醚主链，该主链具有两个含碳原子或氧原子的端部，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键。
上述制造磁记录盘的方法还包括以下优选的实施方案。
(11)如上述(10)中叙述的制造磁记录盘的方法，其中化合物(B)表示至少一种选自通式(II)、(III)、(IV)和(VII)化合物中的化合物，HOCH2-CF2O-(CF2CF2O)a(CF2O)b-CH2OH (II)HOCH2-CF2O-(CF2CF2O)a(CF2O)b-CF2-CH2OH (III) HO-(CH2CH2-O)m-CH2-CF2-(OC2F4)a(OCF2)b-O-CF2-CH2-(OCH2CH2)n-OH(VII)其中，a、b、m和n中的每一个都是1或更大的整数。
(12)如上述(10)或(11)中叙述的制造磁记录盘的方法，其中将化合物(A)和化合物(B)混合，化合物(A)与化合物(B)的重量比为2∶8-8∶2，并用这样获得的混合物形成所说的润滑层。
(13)如上述(10)、(11)或(12)中叙述的制造磁记录盘的方法，其中使用含有重均分子量(Mw)为2,000-7,000，用重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.1或更小的化合物(A)的润滑剂作为含化合物(A)的润滑剂。
(14)如上述(10)-(13)中任何一项叙述的制造磁记录盘的方法，其中使用含有重均分子量(Mw)为2,000-7,000，用重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.2或更小的化合物(B)的润滑剂作为含化合物(B)的润滑剂。
(15)如上述(10)-(14)中任何一项叙述的制造磁记录盘的方法，其中磁记录盘用于在装卸方法中使用。
图1是本发明磁记录盘的一个实施例的示意剖视图，其中数字10表示磁记录盘，1表示基片，2表示籽晶层，3表示底层，4表示磁性层，5表示保护层，6表示润滑层。
发明效果根据本发明，能获得具有优异润滑、粘附、耐热和涂布性能的磁记录盘，因此可以防止飞行静摩擦、腐蚀、磁头冲撞、迁移等故障，本发明的磁记录盘适合于提高信息记录容量。
具体实施例方式
本发明的磁记录盘具有以下构造，其中在基片上连续形成至少磁性层、保护层和润滑层，并将以下化合物(A)和(B)的混合物掺入到上述润滑层中。
化合物(A)是具有通式(I)结构的化合物， 其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，其中，二乙醇氨甲基与全氟聚醚主链两个端部的碳原子连接，一个二乙醇氨甲基与一个端部的碳原子连接，一个二乙醇氨甲基与另一个端部的碳原子连接。
上述化合物(A)适当地具有基于其主链的润滑性能和基于该主链两端中每一端两个-CH2CH2OH官能团的高耐热性和与保护层的高粘附能力。然而，由于该官能团与保护层具有高的粘附能力，因此润滑性能下降。因此，存在以下问题，化合物(A)易于造成冲撞，难以单独使用化合物(A)，这是本发明人已经设法克服的问题。
另一方面，化合物(B)具有以下结构，其中其全氟聚醚主链具有两个端部，每个端部含碳原子或氢原子，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键。化合物(B)适当地具有基于全氟聚醚主链的柔软的润滑性能和基于有两个羟基的末端官能团与保护层的粘附能力。然而，化合物(B)存在耐热性低的问题。而且，化合物(B)易于造成迁移，并且在使用中难以适当控制。因此，很难单独使用化合物(B)。这些是本发明人已经设法克服的问题。
然而，当本发明人制备具有含这两种化合物的润滑层的磁记录盘并对其进行测试时，出乎意料地发现，协同地显示出这两种化合物的合适性能，而且可以控制这两种化合物的缺陷。因此完成本发明。
在本发明中使用的上述化合物(B)中，全氟聚醚主链具有两个端部，每个端部含碳原子或氧原子，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键，优选地，含羟基的烃基中的羟基数量是1或2。当上述羟基的数量超过2时，在有些情况下会降低润滑性能。化合物(B)的例子包括以下通式(III)-(VII)的化合物，HOCH2-CF2O-(CF2CF2O)a(CF2O)b-CH2OH (II)HOCH2-CF2O-(CF2CF2O)a(CF2O)b-CF2-CH2OH (III) HOCH2-CF2CF2-O-(CF2CF2CF2O)a-CF2CF2-CH2OH (VI)HO-(CH2CH2-O)m-CH2-CF2-(OC2F4)a(OCF2)b-O-CF2-CH2-(OCH2CH2)n-OH(VII)其中，R是F或CF3，a和b中的每一个是1或更大的整数，c是2-10的整数，m和n中的每一个是1或更大的整数。
可以单独或混合使用这些化合物。在这些化合物中，从性能来看，上述通式(II)的化合物是优选的。
而且，作为在润滑层中使用的化合物(B)，通式(III)、(IV)和(VII)的化合物是优选的，当含这些化合物中的每一种的润滑层与由等离子体CVD法形成的保护层结合时，这些化合物中的每一种都是特别优选的。
在本发明中，润滑层优选含重量比为2∶8-8∶2的上述化合物(A)和上述化合物(B)。当化合物(A)的重量比小于上述范围时，整个润滑层与保护层的粘附力变低，因此有时候可以造成飞行静摩擦并出现侵蚀故障，有时还会造成迁移。当化合物(A)的重量比高于上述范围时，整个润滑层与保护层的粘附力提高，因此有时候润滑性能会下降，并且会引起磁头冲撞。化合物(A)与化合物(B)的重量比特别优选的是在4∶6-6∶4的范围内。
在本发明中，优选地，上述化合物(A)的重均分子量(Mw)为2,000-7,000，用重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.1或更小。当化合物(A)具有上述分子量分布时，化合物(A)具有润滑性能适合于磁记录盘的主链长度(主链的长度)。当上述重均分子量(Mw)小于2,000时，不理想地，往往含大量的杂质。当其超过7,000时，不理想地，这样的化合物具有高粘度，并且有时造成飞行静摩擦。而且，当多分散性超过1.1时，分子量分布太大，不理想地，结果是含低分子量的组分和高分子量的组分。
在上述通式(I)的化合物(A)中，p和q中的每一个是1或更大的整数。可以适当地确定整数p和q以使化合物(A)的重均分子量在2,000-7,000的范围内。
上述化合物(B)的重均分子量(Mw)为2,000-7,000，用重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.2或更小。当化合物(B)具有上述分子量分布时，化合物(B)具有润滑性能适合于磁记录盘的全氟聚醚主链长度。
通式(II)的化合物易于含分子量较低的杂质。当通式(II)的化合物具有如本发明中限定的分子量分布时，可以除去上述杂质，并可以适当地显示本发明的效果。特别优选地，通式(II)的化合物的重均分子量为3,000-5,000，多分散性为1.1或更小。当上述重均分子量(Mw)小于2,000时，不理想地，往往含大量的杂质。当其超过7,000时，不理想的是，这样的化合物具有高粘度，并且有时造成飞行静摩擦。而且，当多分散性超过1.2时，分子量分布太大，不理想的是，结果是含低分子量的组分和高分子量的组分。在上述通式(II)的化合物中，a和b中的每一个都是1或更大的整数。可以适当地确定a和b的整数以使通式(II)的化合物的重均分子量在2,000-7,000的范围内。
上面讨论的通式(II)化合物中重均分子量(Mw)和用重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性的优选范围适用于通式(III)、(IV)和(VII)的化合物而不用做任何修改。而且，在通式(III)、(IV)和(VII)的化合物中，a和b中的每一个都是1或更大的整数，可以适当地确定a和b的整数以使每种化合物的重均分子量在2,000-7,000的范围内。
在本发明中，上述重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)是通过根据使用不同分子量的聚甲基丙烯酸甲酯作为参比物质的凝胶渗析色谱(GPC)法测量而获得的值。
在本发明中，对调节化合物(A)和化合物(B)中每一种的分子量分布(重均分子量和多分散性)的方法没有特别的限制，只要该方法是能够分级分子量的纯化方法即可，同时优选的是使用通过超临界提取方法纯化的化合物。当通过超临界提取方法进行分子量分级时，能够适当获得具有上述分子量分布的化合物。
在本发明中，根据需要，润滑层可以含其它称为常规磁记录盘用润滑剂的润滑剂和各种称为润滑层用添加剂的添加剂，如用于全氟聚醚润滑剂的防劣化剂，只要不损害本发明的目的即可。上面其它已知润滑剂的例子包括这样一种化合物，其中全氟聚醚主链的一端包括含羟基的烃基，具有氟碳化合物链并具有至少一个叠氮基的含氟叠氮化合物和全氟聚醚主链的至少一端具有膦嗪(phosphazene)环的化合物。
而且，根据本发明，提供一种磁记录盘，该盘包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该润滑层是由上述化合物(A)和上述化合物(B)的混合物形成的，还提供一种制造磁记录盘的方法，该盘包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该方法包括将化合物(A)和化合物(B)混合，并用这样获得的混合物形成上述润滑层。
制备上述润滑剂混合物，并将其涂覆到保护层上以形成润滑层，由此可以适当地获得本发明的磁记录盘。
在本发明中，对形成润滑层的方法没有特别限制，其可以选自各种成层方法如浸涂法、旋涂法、喷射法和蒸汽涂覆法。而且，在本发明中，当润滑层由溶剂中的润滑剂的分散液形成时，可以选择任何溶剂，只要该溶剂可以适当地分散润滑剂即可。含氟溶剂是特别优选的，因为它可以适当地分散并溶解含全氟聚醚作为主链的润滑剂。当使用由DU PONT-MITSUIFLUOROCHEMICALSCOMPANY LTD供应的Vertrel XF或由3M Co.Ltd.供应的HFE7100作为含氟溶剂时，特别优选地，能够获得化合物(A)和化合物(B)在其中适当溶解的溶液或分散液。
在本发明中，润滑层的厚度优选为0.5-1.8纳米，特别优选为0.7-1.5纳米。当上述厚度小于0.5纳米时，不理想地，润滑层的润滑性能受到损害。当其厚度超过1.8纳米时，不理想地，有时会造成润滑层的上层部分与保护层的粘附力变低。
在本发明中，保护层表面上润滑层的覆盖率(覆盖率β)优选为0.85或更大。下文要描述的本发明实施例6-20和对比例3-8的结果表明，当覆盖率β小于0.85时，LUL耐用性下降。因此，当磁记录盘适合于LUL方法时，覆盖率β优选为0.85或更大。
而且，不必对覆盖率β的上限有特殊的限制，覆盖率β可以在0.85-1的范围内。在下文将要描述的实施例中，即使当覆盖率β为0.99时也可以获得合适的LUL耐用性。
在本发明中，保护层上润滑层的覆盖率(覆盖率β)指的是通过根据X-射线光电子谱(XPS法)的测量结果而计算获得的覆盖率β。为了根据通过XPS测量结果来具体计算覆盖率β，可以使用日本专利JP3,449,637或美国专利US6,099,981中描述的计算方法。本发明的磁记录盘包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层。当保护层上布满含化合物(A)和/或化合物(B)的润滑层时，根据X-射线光电子谱测量结果计算的润滑层的覆盖率β优选为0.85或更大。
在本发明中，优选地，形成润滑层后热处理磁记录盘。在本发明中，上述热处理是优选的，因为热处理可以提高润滑层与保护层之间的粘附力，并可以提高润滑层的粘附强度。优选地，在100-180℃的温度下进行热处理。当热处理温度低于100℃时，粘附力不够。当温度超过180℃时，不理想地，润滑剂会热分解。而且，优选进行热处理30-120分钟。
在本发明中，保护层优选为含碳保护层。含碳保护层是合适的，因为它与化合物(A)和化合物(B)的端官能团具有高的亲合力，并且可以用于提高润滑层与保护层的粘附力。含碳保护层优选为氢化的碳保护层或其它保护层如氮化的碳保护层或氢化-氮化的碳保护层。保护层的厚度优选为3-8纳米。当上述厚度小于3纳米时，保护层的这种作用不充分，并且会引起磁头冲撞故障。当厚度超过8纳米时，磁性层与磁头之间的距离太大，这对获得高的S/N比是不理想的。
在本发明中，基片优选为玻璃基片。玻璃基片的表面光洁度优异，并适合于高密度记录。作为玻璃基片，化学强化的硅铝酸盐玻璃基片是优选的。
在本发明中，含碳保护层特别优选的是氢化氮化的碳保护层。关于形成含碳保护层的方法，可以适当地使用由溅射法形成的含碳保护层和由等离子体CVD法形成的含碳保护层中的任何一种。特别是，当由等离子体CVD法形成的含碳保护层与本发明结合使用时，特别优选地，可以产生协同效应。
在本发明中，当保护层是含碳保护层如氢化的碳保护层、氮化的碳(氮化碳)保护层或氢化氮化的碳保护层时，整个保护层中氢的含量，通过氢正向散射光谱法(HFS法)测量，优选为3-25at％。关于氮的含量，按碳计的氮含量通过X-射线光电子谱(XPS法)测量，优选为3-16at％。
在本发明中，基片优选为具有6纳米或更小的表面粗糙度Rmax，0.6纳米或更小的表面粗糙度Ra。当基片具有上述光滑度时，虽然存在由于表面光滑度导致易于使润滑层运动的问题，但仍可以将磁头的飞行高度设置为12纳米或更小。然而，在本发明中，可以适当地抑制润滑层的运动。上述Rmax和Ra与JISB0601中定义的一样。
在本发明中，对磁性层没有特别限制，其可以是根据平面记录方法的磁性层或可以是根据垂直记录方法的磁性层。由于可以获得高的矫顽力和高的复制输出，所以CoPt基磁性层是优选的。
在本发明的磁记录盘中，根据需要可以在基片与磁性层之间提供底层，可以在底层与基片之间提供籽晶层。上述底层选自铬层或合金层如CrMo、CrW、CrV或CrTi合金层。籽晶层选自NiAl或AlRu合金层。
虽然本发明适当地适合于根据LUL方法的磁记录盘，但本发明也适用于根据CSS方法的磁记录盘和根据接触-记录方法的磁记录盘。
实施例下面将参考实施例进一步详细说明本发明，但本发明并不受这些实施例的限制。
根据以下方法测试磁记录盘的性能。
(1)润滑层粘附性能测试测试润滑层以评价与保护层粘附的性能。首先，通过FTIR(傅里叶变换红外光谱)法测量磁记录盘的润滑层厚度。然后，将该磁记录盘浸在含氟溶剂VertrelXF中1分钟。当将磁记录盘浸在该溶剂中时，粘附强度低的润滑层部分逐渐分散或溶解在该溶剂中，但粘附强度高的部分会保留在保护层上。然后，从溶剂中拖出磁记录盘，并通过FTIR法再次测量磁记录盘的润滑层厚度。将在溶剂中浸渍后润滑层的厚度与在该溶剂中浸渍前润滑层的厚度的比称为润滑层附着率(adhesion ratio)(结合率)。可以说，结合率越高，润滑层与保护层的粘附性能就越高。结合率优选至少为70％。当结合率小于70％时，这种润滑层的粘附性能差，有时会造成飞行静摩擦故障或侵蚀故障。
(2)LUL耐用性测试LUL试验使用以5,400rpm的速率转动的2.5英寸(65毫米)磁记录盘驱动装置和以12纳米的飞行高度运行的磁头。使用负压气承表面滑动器(NPAB滑动器)作为磁头的滑动器，使用GMR磁电阻效应元件作为复制元件。屏蔽部分由NiFe合金形成。将磁记录盘放在上述磁记录盘驱动装置中，用上述磁头连续进行LUL操作，从而测量LUL操作耐用性的次数。LUL耐用性测试后，用肉眼并通过光学显微镜观察磁记录盘表面和磁头表面以发现损坏如刮痕和污垢。在LUL耐用性测试中，要求磁记录盘至少耐400,000次的LUL操作而没有出现任何故障，磁记录盘至少耐600,000次LUL操作是合适的。在普通硬盘驱动器(HDD)的使用环境中，据说当使用HDD大约10年时，进行了大于600,000次的LUL操作。
(3)飞行静摩擦测试用飞行高度为6纳米的滑翔头滑翔试验(glide-tested)100张磁记录盘，观察是否会造成飞行静摩擦现象。当出现飞行静摩擦现象时，滑翔头的飞行位置突然转变为异常位置，因此可以通过监视来自附着在滑翔头上的压电元件的信号来探测飞行粘着的出现。据说，要求根据通过飞行静摩擦测试检查的合格率优选至少为90％。当合格率小于90％时，生产率下降，生产成本增加，易于造成HDD故障。
(4)覆盖率β在通过X-射线光电子谱(XPS)测量结果的基础上计算保护层上润滑层的覆盖率(覆盖率β)。使用日本专利JP3,449,637(或美国专利US6,099,981)中描述的计算方法作为具体的计算方法。
实施例1图1是用于示意说明第一个发明磁记录盘一个实施方案的层状结构的磁记录盘10的剖视图。在磁记录盘10中，在基片1上连续形成籽晶层2、底层3、磁性层4、保护层5和润滑层6。
基片1是化学强化的硅铝酸盐玻璃基片，其主表面被镜面抛光，因此具有4.8纳米的Rmax和0.43纳米的Ra。而且，玻璃基片1的直径为65毫米，厚度为0.635毫米，用于2.5英寸磁记录盘。
籽晶层2由含50mol％Ni和50mol％Al的NiAl合金形成，厚度为30纳米。
底层3由含80mol％Cr和20mol％Mo的CrMo合金形成，厚度为8纳米。
磁性层4由含62mol％Co、20mol％Cr、12mol％Pt和6mol％B的CoPt合金形成，厚度为15纳米。
保护层5由氢化的碳形成，厚度为5纳米。
润滑层6含重量比为1∶1的结构式(I)的化合物(A)和结构式(II)的化合物(B)，厚度为1纳米。
下面将说明制造此实施例磁记录盘10的方法。
首先，在氩气氛中，通过DC磁控溅射法在基片1上连续形成籽晶层2、底层3和磁性层4。然后，在氩气/氢气混合气氛(氢气含量为30体积％)中，相似地，根据DC磁控溅射法，通过溅射碳靶形成保护层5。
然后，按化合物(A)∶化合物(B)的重量比为1∶1混合含结构式(I)的化合物(A)的润滑剂和含结构式(II)的化合物(B)的润滑剂，制备润滑剂混合物，化合物(A)的重均分子量为3,000，多分散性为1.08，通过分子量提纯制备，化合物(B)的重均分子量为3,000，多分散性为1.06，通过分子量提纯制备。将该润滑剂混合物分散并溶解在由DU PONT-MITSUIFLUOROCHEMICALS COMPANY，Ltd.供应的含氟溶剂Vertrel XF中，从而制备润滑剂混合物浓度为0.02重量％的溶液。将上述已形成至保护层5的磁记录盘浸在上述溶液中以形成润滑层6。然后，将磁记录盘10在真空煅烧炉中、130℃下热处理90分钟，从而获得此实施例的2.5英寸磁记录盘10。评价上述磁记录盘10的性能。表1显示了结果。
实施例2-5及对比例1和2
除了用按化合物(A)∶化合物(B)重量比为4∶6(实施例2)、2∶8(实施例3)、6∶4(实施例4)或8∶2(实施例5)的含结构式(I)化合物(A)和结构式(II)化合物(B)的润滑剂混合物替换实施例1中的润滑剂混合物，或用只含结构式(II)化合物(对比例1)或只含结构式(I)化合物(对比例2)的润滑剂替换实施例1中的润滑剂混合物之外，用与实施例1相同的方法制造磁记录盘。
评价上述磁记录盘10的性能。表1显示了结果。
表1
表1(续)
Ex.＝实施例，CEx.＝对比例表1说明了以下情况。所有具有本发明润滑层的磁记录盘(实施例1-5)都具有75％或更大的结合率。而且，在LUL耐用性测试中，所有本发明的磁记录盘都至少具有抗600,000次LUL操作的耐用性，耐用性测试后，在任何磁盘表面或任何磁头表面上都未观察到损坏如刮痕和污垢。而且，上述磁记录盘均没有引起出现飞行静摩擦现象，合格率为100％。
相比之下，具有只含通式(II)的化合物(B)的润滑层的磁记录盘(对比例1)具有低的结合率，并且当在LUL耐用性测试中测试时有缺陷。而且，其还引起出现飞行静摩擦现象。具有只含结构式(I)的化合物(A)的润滑层的磁记录盘(对比例2)具有高的结合率，但在LUL耐用性测试中，它具有由磁头冲撞引起的刮痕，并引起出现飞行静摩擦现象。
实施例6-10及对比例3和4在实施例6-10及对比例3和4中，使用氢化氮化的碳保护层作为保护层5，按整个氢化氮化的碳计，该保护层的氢含量为13at％(H/CHN比率)，按碳计，氮含量为8at％(N/C比率)。通过氢气正向散射光谱测定法(HFS法)测量氢含量，通过X-射线光电子谱法(XPS法)测量氮含量。
在各个实施例和对比例中，都按等离子体CVD法而不是实施例1中的溅射法形成保护层5。与通过溅射法形成含碳保护层的情况相比，根据等离子体CVD法，可以形成适合于LUL方法的磁记录盘的致密保护层。优选的是使用低级烃作为进气，这些实施例使用乙炔气体。保护层5的厚度为5纳米。
除了用含结构式(I)的化合物作为化合物(A)和结构式(III)的化合物作为化合物(B)的润滑剂混合物替换含结构式(I)的化合物作为化合物(A)和结构式(II)的化合物作为化合物(B)的润滑剂混合物之外，用与实施例1相同的方法形成润滑层6。
对于化合物(A)，纯化方法和分子量分布(重均分子量、数均分子量和多分散性)与实施例1中的相同。通过与实施例1中相同的方法纯化化合物(B)，其重均分子量为4,000，多分散性为1.1。各个润滑层6的厚度都为1纳米。
当制造实施例6-10及对比例3和4的磁记录盘时，如表2所示不同地改变化合物(A)∶化合物(B)的重量比，用与实施例1相同的方法评价这样获得的磁记录盘的性能。表2显示了结果。在实施例6-10及对比例3和4中，将LUL耐用性测试中磁头的飞行高度设定为10纳米，将飞行静摩擦试验中滑翔头的飞行高度设定为5.5纳米。
表2
表2(续)
Ex.＝实施例，CEx.＝对比例实施例11-15及对比例5和6在实施例11-15及对比例5和6中，除了将按整个氢化氮化的碳计的氢含量改变为12at％，且将按碳计的氮含量改变为7at％之外，用与实施例6-10及对比例3和4相同的等离子体CVD法形成氢化氮化的碳保护层作为保护层5。保护层5的厚度为5纳米。
除了用含结构式(I)的化合物作为化合物(A)和结构式(IV)的化合物作为化合物(B)的润滑剂混合物替换含结构式(I)的化合物作为化合物(A)和结构式(II)的化合物作为化合物(B)的润滑剂混合物之外，用与实施例1相同的方法形成润滑层6。
对于化合物(A)，纯化方法和分子量分布(重均分子量、数均分子量和多分散性)与实施例1中的相同。通过与实施例1中相同的方法纯化化合物(B)，其重均分子量为5,000，多分散性为1.1。各个润滑层6的厚度都为1纳米。
当制造实施例11-15及对比例5和6的磁记录盘时，如表3所示不同地改变化合物(A)∶化合物(B)的重量比，用与实施例1相同的方法评价这样获得的磁记录盘的性能。表3显示了结果。在实施例11-15及对比例5和6中，将LUL耐用性测试中磁头的飞行高度设定为10纳米，将飞行静摩擦试验中滑翔头的飞行高度设定为5.5纳米。
表3
表3(续)
Ex.＝实施例，CEx.＝对比例实施例16-20及对比例7和8在实施例16-20及对比例7和8中，除了将按整个氢化氮化的碳计的氢含量改变为10at％，且将按碳计的氮含量改变为6at％之外，用与实施例6-10及对比例3和4相同的等离子体CVD法形成氢化氮化的碳保护层作为保护层5。保护层5的厚度为5纳米。
除了用含结构式(I)的化合物作为化合物(A)和结构式(VII)的化合物作为化合物(B)的润滑剂混合物替换含结构式(I)的化合物作为化合物(A)和结构式(II)的化合物作为化合物(B)的润滑剂混合物之外，用与实施例1相同的方法形成润滑层6。
对于化合物(A)，纯化方法和分子量分布(重均分子量、数均分子量和多分散性)与实施例1中的相同。通过与实施例1中相同的方法纯化化合物(B)，其重均分子量为3,000，多分散性为1.05。各个润滑层6的厚度都为1纳米。
当制造实施例16-20及对比例7和8的磁记录盘时，如表4所示不同地改变化合物(A)∶化合物(B)的重量比，用与实施例1相同的方法评价这样获得的磁记录盘的性能。表4显示了结果。在实施例16-20及对比例7和8中，将LUL耐用性测试中磁头的飞行高度设定为10纳米，将飞行静摩擦试验中滑翔头的飞行高度设定为5.5纳米。
表4
表4(续)
Ex.＝实施例，CEx.＝对比例如表2—4所示，本发明的磁记录盘在结合率、覆盖率β、LUL耐用性测试和飞行静摩擦测试方面都具有优异的特性(性能)。在本发明的磁记录盘中，特别是当结合由等离子体CVD法形成的本发明润滑层和含碳保护层时，能够产生诸如优异的LUL耐用性等这样的作用和效果。而且，当将覆盖率β调整至0.85或更大并这样提高时，润滑层可以更可靠地显示其作用，因此磁记录盘的LVL耐用性得到改进。
工业应用具有高粘附的润滑层能够在极其低的飞行高度下防止出现飞行静摩擦故障和侵蚀故障，并能够防止在高速转动下发生迁移，本发明的磁记录盘特别适合于以LUL方法的磁记录盘驱动装置的方式使用。
权利要求
1.一种磁记录盘，包括基片，在该基片上形成的磁性层，在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该润滑层含有化合物(A)和化合物(B)，化合物(A)具有通式(I) 其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，和化合物(B)具有全氟聚醚主链，该主链具有两个含碳原子或氧原子的端部，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键。
2.一种磁记录盘，包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该润滑层由化合物(A)和化合物(B)的混合物形成，化合物(A)具有通式(I) 其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，和化合物(B)具有全氟聚醚主链，该主链具有两个含碳原子或氧原子的端部，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键。
3.权利要求1或2的磁记录盘，其中化合物(B)代表至少一种选自通式(II)、(III)、(IV)和(VII)所示化合物的化合物， HO-(CH2CH2-O)m-CH2-CF2-(OC2F4)a(OCF2)b-O-CF2-CH2-(OCH2CH2)n-OH(VII)其中，a、b、m和n中的每个都是1或更大的整数。
4.权利要求1、2或3的磁记录盘，其中润滑层含重量比为2∶8-8∶2的化合物(A)和化合物(B)。
5.权利要求1-4中任何一项的磁记录盘，其中化合物(A)的重均分子量(Mw)为2,000-7,000，由重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.1或更小。
6.权利要求1-5中任何一项的磁记录盘，其中化合物(B)的重均分子量(Mw)为2,000-7,000，由重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的多分散性为1.2或更小。
7.如权利要求1-6中任何一项的磁记录盘，其用于装卸方法中的硬盘驱动装置。
8.权利要求1-7中任何一项的磁记录盘，其中所说的保护层是用等离子CVD法形成的含碳保护层。
9.权利要求1-8中任何一项的磁记录盘，其中所说的润滑层覆盖所说保护层的表面，覆盖率β为0.85-1。
10.一种制造磁记录盘的方法，该磁记录盘包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该方法包括将化合物(A)与化合物(B)混合，并用这样获得的混合物形成所说的润滑层，其中化合物(A)具有通式(I) 其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，化合物(B)具有全氟聚醚主链，该主链具有两个含碳原子或氧原子的端部，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键。
全文摘要
一种磁记录盘，具有高粘附的润滑层，其可以在12纳米或更小的极低飞行高度下操作而没有故障，并且能够防止在高速转动下发生迁移，该磁盘包括基片、在该基片上形成的磁性层、在该磁性层上形成的保护层和在该保护层上形成的润滑层，该润滑层含化合物(A)和化合物(B)，化合物(A)具有上述Ⅰ式，其中，p和q中的每一个都是1或更大的整数，和化合物(B)具有全氟聚醚主链，该主链具有两个含碳原子或氧原子的端部，含羟基的烃基与这两个端部连接，所述烃基任选地含醚键，并提供其制造方法。
文档编号C10M105/62GK1542747SQ20041000670
公开日2004年11月3日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年1月29日
发明者下川贡一 申请人:Hoya株式会社