磁盘及其制造方法

专利名称：磁盘及其制造方法
技术领域：
本发明涉及装入磁盘设备如硬盘驱动器中的磁盘的制造方法及磁盘。
背景技术：
在磁盘设备如硬盘驱动器(HDD)中，采用接触起停(CSS)系统，在该系统中当磁头停止时，其与位于磁盘表面内圆周区域的滑动接触区(CSS区)接触，而当与CSS区的磁盘表面滑动接触时磁头上升，然后当被激活时在用于记录和复制的磁盘区表面进行记录或复制，所述用于记录和复制的表面装载于CSS区之外。当完成操作时，磁头从记录和复制区移至CSS区，此后磁头在与磁盘表面的CSS区滑动接触时下降并趋于停止。在CSS系统中，发生滑动接触的起动和终止操作称为CSS操作。
在采用CSS系统的磁盘中，有必要在磁盘表面上既有CSS区又有记录和复制区。也有必要使磁盘表面具有有一定表面粗糙度的不平坦形貌，以使磁头和磁盘在接触时不会相互粘着。
为了减少在CSS操作过程中磁头与磁盘滑动接触时产生的破坏，例如从日本未审查专利公开出版号昭和62-66417(专利参考文献1)中已知一种磁性记录介质，其中施加了结构为HOCH2-CF2O-(C2F4O)p-(CF2O)q-CH2OH的全氟烷基聚醚润滑剂涂层。
类似地，从日本未审查专利公开出版号平成9-282642(专利参考文献2)和平成10-143838(专利参考文献3)中已知具有高CSS耐久性的磁性记录介质。
近来，基于加载—卸载(load-unload)(LUL)系统的磁盘设备已被引入作为CSS系统的替代物。在LUL系统中，当磁头停止时，其被移至位于磁盘之外的倾斜基面(称作“斜面”)。当被激活时，磁盘旋转，之后磁头从斜面滑过磁盘，进行记录和复制。这一系列的操作被称为LUL操作。由于LUL系统能比CSS系统在磁盘表面上得到更宽的记录和复制区，因此LUL系统有希望获得高信息容量。另外，由于磁盘表面不象在CSS系统中那样要求采用不平坦的形貌，因此磁盘表面可做得非常光滑。这样允许磁头的上升高度显著下降，使得记录信号有可能达到高的S/N比。
随着LUL系统的引入，由于磁头上升高度以不连续方式陡降，对于磁盘甚至在10nm或更小的极低的上升高度下稳定操作的要求已显现出来。然而，当磁头快速移动、并同时以极低的高度在磁盘表面升起时，会存在“上升—胶粘(fly-sticking)”损伤和磁头侵蚀损伤频繁发生的问题。
“上升—胶粘”损伤是指磁头在上升过程中的位置和上升高度的调节形式的损伤。它伴随着不规则的复制输出。在有些情况下，在上升过程中磁盘接触磁头，导致磁头破碎并破坏磁盘。
“侵蚀”损伤是指磁头元件的侵蚀形式的损伤，其在记录和复制过程中会产生问题，且在有些情况下，使得记录和复制不能进行。该被侵蚀的元件有时膨胀，在上升过程中破坏着磁盘表面。
近来，磁盘的旋转速度已增加，以改善磁盘设备的响应时间。适用于移动装置的小直径的2.5英寸磁盘设备的旋转速度以前为4200rpm，但是近来已增至5400rpm以上，以提高响应特性。
当磁盘以这样的高速旋转时，产生了一种现象，即伴随着运动产生的离心力使润滑层迁移，造成磁盘表面的润滑层厚度不均。
当磁盘的外圆周部位上的润滑层厚度增加时，在LUL操作过程中，当磁头从磁盘的外圆周部位进入时，趋于产生上升—胶粘损伤和磁头破碎损伤。当内圆周部位上的润滑层的厚度减小时，润滑性的减弱趋于造成磁头破碎。
对于迄今采用的在上面引用的专利参考文献1、2和3中描述的润滑技术，起初研究的重点在于改善CSS操作。当它们在LUL系统磁盘中使用时，上述损伤的发生率高，并已经难以满足近来对于磁盘可靠性的要求。因此，它们已经成为防碍高容量、高S/N比、快速响应LUL系统磁盘发展的因素。
基于这些问题，本发明的目的是提供一种磁盘，尤其是加载—卸载磁盘，其具有高度粘着的润滑层，该高度粘着的润滑层甚至能够在5400rpm及更高的高旋转速度下防止迁移，并甚至能在例如10nm或更小的极低上升高度下防止上升—胶粘和侵蚀损伤。

发明内容
本发明人发现用下面陈述的发明来解决上述问题；基于此产生了本发明。
本发明涉及(1)一种制造磁盘的方法，该磁盘在基底上包括有磁性层、保护层和润滑层，其中将润滑剂α进行分子量分级，以制备重均分子量(Mw)为3000～7000、且分子量离差小于或等于1.2的润滑剂a，润滑剂α含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式1]表示的化合物，其中的p和q为自然数，和由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式2]表示的化合物，其中的m和n为自然数；将润滑剂β进行分子量分级，以制备重均分子量(Mw)为2000～5000、且分子量离差小于或等于1.2的润滑剂b，润滑剂β含有由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式3]表示的化合物，其中的m和n为自然数；制备含有润滑剂a和b的混合物的润滑剂c；并在基底上的保护层之上形成润滑剂c的膜，以形成润滑层。
(2)上面(1)的制造磁盘的方法，其中分子量分级是用超临界抽提法进行的。
(3)上面(1)或(2)的制造磁盘的方法，其中如下制备润滑剂c将润滑剂a分散于氟基溶剂中得到组合物A，将润滑剂b分散于氟基溶剂中得到组合物B，将组合物A和B混合，并从该混合的组合物中抽提润滑剂c。
(4)上面(1)～(3)中任何一项的制造磁盘的方法，其中在形成了润滑层之后，将所得的磁盘暴露在50～150℃的气氛中，以使润滑剂c粘附在保护层上。
(5)上面(1)～(4)中任何一项的制造磁盘的方法，其中用等离子体CVD法形成保护层。
(6)上面(1)～(5)中任何一项的制造磁盘的方法，其应用于加载—卸载系统磁盘设备。
(7)上面(1)～(6)中任何一项的制造磁盘的方法，其特征还在于选用Solvay Solexis制造的Fomblin Ztetraol(产品名)作为润滑剂α，并选用SolvaySolexis制造的Fomblin Zdol(产品名)作为润滑剂β。
(8)一种磁盘，其包含在基底上的磁性层、保护层和润滑层，其中在保护层上形成润滑层，所述润滑层由润滑剂c组成，其含有润滑剂a和润滑剂b；其中润滑剂a的重均分子量(Mw)为3000～7000、且分子量离差小于或等于12，其通过精炼润滑剂α获得，该润滑剂α含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式4]表示的化合物，其中p和q为自然数，和由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式5]表示的化合物，其中m和n为自然数；其中润滑剂b的重均分子量(Mw)为2000～5000、且分子量离差小于或等于1.2，并含有润滑剂β，该润滑剂β含有由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式6]表示的化合物，其中m和n为自然数。
(9)一种磁盘，其包含在基底上的磁性层、保护层和润滑层，其中在保护层上形成润滑层，所述润滑层含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式7]表示的化合物，其中p和q为自然数，和由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式8]表示的化合物，其中m和n为自然数，并且该润滑层含有可用飞行时间二次离子质谱仪检测的-COOH原子团。
(10)一种磁盘，其包含在基底上的磁性层、保护层和润滑层，其中润滑层含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式9]表示的化合物，其中p和q为自然数，由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式10]表示的化合物，其中m和n为自然数，和分子结构中含有可用飞行时间二次离子质谱仪检测的-COOH原子团的化合物。
(11)上面(8)～(10)中任何项的磁盘，其中保护层为碳基保护层。


图1为本发明磁盘的典型实施方案的横截面视图。该图中，10表示磁盘，1表示磁盘基底，2表示基层，3表示磁性层，4表示保护层，5表示润滑层。
本发明人研究了上述的磁盘损伤—这些损伤近来已变得很突出—以达成上述目的，发现下列机制会产生下列结果。
他们发现，当磁头的低上升高度达到10nm或更低时，在上升过程中磁头通过空气分子反复造成磁盘表面的润滑层经受绝热压缩和绝热膨胀，从而使润滑层趋于反复经受加热和冷却。他们还发现，这样趋于促使含润滑剂的润滑层分裂成低级分子。
当润滑剂分裂成低级分子时，其流动性增加，且对于保护层的粘着力下降。人们观察到该高度流动的润滑剂转移并沉积在磁头上，定位于附近，使上升位置不稳定并造成上升—胶粘损伤。
特别地，在近来引入的具有NPAB(负压)滑触头的磁头中，润滑剂易于被磁头下方产生的强负压吸去，这被认为加剧了转移沉积现象。
该转移的润滑剂有时产生酸如氢氟酸，在某些情况下侵蚀磁头元件。含有磁抗效果元件的磁头尤其易于被侵蚀。
本发明人发现LUL系统加剧了这些损伤。在LUL系统中，与CSS系统相反，磁头不与磁盘表面滑动接触。因此，已经转移并沉积在磁头上的润滑剂不会转移到磁盘上。在传统的CSS系统中，已经转移到磁头上的润滑剂易于通过与磁盘的CSS区滑动接触而被清除，这解释了为何这样的损伤并不明显。
基于这些研究成果，本发明人根据上述目的继续他们的研究。作为基于对无数润滑剂的尝试与误差法的持续研究结果，他们设计出了本发明。
Fomblin Ztetraol(产品名)，一种Solvay Solexis制造的醇改性全氟聚醚基润滑剂，被认为含有具有多种端基结构的醇改性全氟聚醚化合物如一醇化合物、二醇化合物、三醇化合物和四醇化合物。Solvay Solexis明确说明FomblinZtetraol含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式11]表示的化合物[此后称作全氟四醇(perfluorotetraol)化合物]，其中p和q为自然数，但是本发明人分析发现其至少还含有由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式12]表示的化合物[此后称作全氟二醇(perfluorodiol)化合物]，其中的m和n为自然数。
即，当用核磁共振(NMR)或飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)来分析上述的Fomblin Ztetraol时，发现上述全氟四醇为主要化合物，但是还发现上述的全氟二醇化合物以10～30摩尔百分数的含量作为另一种主要成分而存在。其它化合物也被认为是以接近于探测极限的量而作为杂质存在。
Solvay Solexis制造的Fomblin Zdol(产品名)，也是Solvay Solexis制造的一种醇改性全氟聚醚基润滑剂，也由Solvay Solexis明确说明含有上述全氟二醇化合物。本发明人分析发现，该全氟二醇为主要成分。其它化合物也被认为是以接近于检测极限的量而作为杂质存在。
在醇改性全氟聚醚基润滑剂中，随着醇改性程度的不同，即随着键合到全氟聚醚主链端基上的羟基数目的不同，润滑剂分子的润滑性能和粘着强度也不同。
因此，随着各种醇改性化合物如一醇化合物、二醇化合物、三醇化合物和四醇化合物的含量和生成的不同，润滑剂的特性变化很大。
本发明中，通过将主要成分为上述全氟四醇化合物和全氟二醇化合物形式的润滑剂α进行分子量分级，来使润滑剂(称作润滑剂a)精制成具有特定的分子量分布。另外，通过将主要成分为上述全氟二醇化合物形式的润滑剂β进行分子量分级来使润滑剂(称作润滑剂b)精制成具有特定的分子量分布。将润滑剂a和b混合来制备混合润滑剂(称作润滑剂c)。然后将润滑剂c膜涂覆在保护层上以解决上述问题。
润滑剂α中全氟二醇化合物的含量理想地为10～30摩尔百分数。
尽管本发明中解决上述问题的机制未必清楚，但人们认为分级控制着润滑剂α和β中含有的醇改性全氟聚醚化合物的状态。
当进行分级以使润滑剂a中分子量分布为3000～7000重均分子量(Mw)，并且使以重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的分子量离差小于或等于1.2时，例如，上述全氟二醇化合物的含量比被认为是上升了。
当进行分级以使润滑剂b中分子量分布为2000～5000重均分子量(Mw)，并且使以重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)表示的分子量离差小于或等于1.2时，例如上述全氟二醇化合物的含量比被认为是降低了。
人们认为将两种分级过的润滑剂混合(以得到润滑剂c)以达到各种化合物的满意状态，即上述全氟四醇化合物和全氟二醇化合物的满意状态(混合产物的比例和状态)，就有希望解决上述问题。
本发明中理想的润滑剂α的例子是Solvay Solexis制造的Fomblin Ztetraol(产品名)。理想的润滑剂β的例子为Solvay Solexis制造的Fomblin Zdol(产品名)。在日本，上述两种产品均由Solvay Solexis有限公司销售。
本发明提供一种在基底上具有磁性层、保护层和润滑层的磁盘。即提供一种磁盘，其中润滑层，即在保护层上形成的含有上述全氟四醇化合物和全氟二醇化合物的润滑剂膜，含有可由飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)检测到的-COOH原子团。
当本发明人更进一步推进他们的研究工作时，他们发现本发明的效果取决于润滑层中所含的-COOH原子团和/或-CF2COOH原子团之间的关系。即，当用TOP-SIMS详细检查下面进一步给出的实施方案的磁盘润滑层时，他们发现在润滑层中存在-COOH原子团和-CF2COOH原子团。而形成润滑层的润滑剂中所含的全氟四醇化合物和全氟二醇化合物均不含-COOH原子团或-CF2COOH原子团。因此，人们发现本发明的效果来自于将-COOH原子团和/或-CF2COOH原子团引入形成的润滑层中。在本发明的实施方案中，发现用等离子体CVD法形成的碳基保护层和无定形碳保护层(例如氢化碳保护层)的使用改变了在其上形成的部分的润滑层，产生了羧基。如下面进一步陈述的那样，碳基保护层，尤其是无定形碳基保护层，被认为与醇改性全氟聚醚化合物的高亲和性有关。
润滑层中所含的-COOH原子团和-CF2COOH原子团均可用TOP-SIMS来检测。由于在检测-COOH原子团时能同时检测-CF2COOH原子团，所以检测到的-CF2COOH原子团的数目包含在检测到的-COOH原子团的数目中。
本发明提供一种在基底上具有磁性层、保护层和润滑层的磁盘，其中润滑剂层含有上述全氟四醇化合物和全氟二醇化合物，以及在其分子结构中含有可由TOF-SIMS检测的-COOH原子团的化合物。
基于本发明人发现的信息，需要将-COOH原子团和/或-CF2COOH原子团引入到形成的润滑层中以达到本发明的效果。将在其分子结构中含有可由TOF-SIMS检测的-COOH原子团的化合物引入润滑层中也是可取的。在那样的情况下，润滑层含有上述全氟四醇化合物和全氟二醇化合物，以及在其分子结构中含有-COOH原子团的化合物。在其分子结构中含有可用TOF-SIMS检测的-COOH原子团的化合物的例子为主链或支链末端已被改性成羧基的全氟聚醚基化合物。例如，这样的润滑层可通过在保护层上形成含有上述全氟四醇化合物、全氟二醇化合物和在其分子结构中含有-COOH原子团的化合物的润滑剂膜来获得。
具体实施例方式
本发明中，当制备润滑剂c时，将润滑剂a和润滑剂b最好以1∶2至2∶1的重量混合比例混合在一起。当混合比例落于该范围内时，润滑剂c中含有的醇改性全氟聚醚化合物被认为是处在解决上述问题的特别理想的状态。
本发明中，对于分子量分级的方法没有特别的限制。例如，用凝胶渗透色谱法(GPC)和超临界抽提法来进行分子量分级都是可能的。它们中，对润滑剂α和β的分级使用超临界抽提法是可取的。使用超临界抽提法进行分级可使润滑剂高度精制。特别地，超临界抽提法适合采用二氧化碳作为洗脱溶剂。色谱法分子量分级是优选的。根据保留时间来进行分子量分级也是可能的。
当二氧化碳的压力被调整到80～350kgf/cm2、且温度被调整到35～300℃时，达到了理想的二氧化碳超临界状态。当调整到该范围内时，由分子量和端基结构的些微差别使得溶解度有所不同的特点可用于通过端基的精确分离。
当采用色谱法时，使处于超临界状态并含有润滑剂的二氧化碳流动，并监控从塔中洗脱出来的馏分中的润滑剂。例如，可用傅里叶变换红外分光光度测定法(FTIR)和紫外线吸收法来监控。监控时，根据保留时间的不同可得到各馏分以实现分级成良好的分子量分布。
当制备润滑剂c时，润滑剂a和b可直接混合，或者为了达到均匀混合的状态，可将两者分别分散于氟基溶剂中来制备组合物。然后理想的是将该组合物混合并搅拌，将混合物用蒸发器来提取得到润滑剂c。这种方式的提取会产生高度均匀混合状态。
理想的是采用Dupont Mitsui Fluorochemicals制造的产品Vertrel XF作为氟基溶剂。
本发明中，在成膜之后可将磁盘暴露于50～150℃的气氛中以将混合的润滑剂c粘附于保护层。该温度范围低于润滑剂a和b的分解温度，因此可避免润滑剂c分裂成低级分子。
本发明中，润滑剂层的厚度可为5～15埃。低于5埃，润滑层的润滑性能下降。高于15埃，有时发生上升—胶粘损伤，且LUL耐久性有时下降。
本发明中，形成润滑层之后，将磁盘暴露于上述温度范围内的气氛中进行热处理具有促使润滑层中-COOH和/或-CF2COOH原子团生成的作用。如下面将进一步阐明的那样，碳基保护层，尤其是无定形碳基保护层，对醇改性全氟聚醚化合物具有高度的亲和性。因此，在碳基保护层上形成本发明的润滑层并使其经受这样的热处理，可允许在润滑层中适当地生成-COOH和/或-CF2COOH原子团。
本发明中可采用碳基保护层作为保护层。无定形碳保护层是优选的。这样的保护层对醇改性全氟聚醚化合物具有高度的亲和性，并产生合适的粘着强度。该粘着强度可通过使用氢化碳或氮化碳的碳保护层并调整氢和/或氮的含量来控制。
当用氢前向散射法(HFS)测量氢含量(保护层中的氢含量)时，3～20at％的量是可取的。当用X射线光电子能谱分析法(XPS)测量氮含量时，4～12at％的量是可取的。
当在本发明中使用碳基保护层时，用等离子体CVD法形成的无定形碳基保护层是可取的。尤其可取的是CVD法形成的无定形氢化碳保护层。当用等离子体CVD法形成碳基保护层时，能够采用低不饱和度的氢碳化物，尤其是有10个或更少的碳原子的直链低不饱和度氢碳化物气体，如乙炔。
下面通过实施方案来更具体地描述本发明。
(实施方案1)图1表示了本发明的一种实施方式中的磁盘10。
在磁盘10中，在磁盘基底1上依次形成基层2、磁性层3、保护层4和润滑层5。润滑层5由本发明的润滑剂(称作润滑剂c)形成。下面将进行更为具体的说明。
(润滑剂的制备)下面说明润滑剂的制备方法。
首先，选取Solvay Solexis制造的Fomblin Ztetraol(产品名)(以下称作润滑剂α)作为含有上述全氟四醇化合物和全氟二醇化合物的润滑剂。在配有超临界流体输送设备、温度调节设备、压力调节设备、FTIR和紫外—可见光光谱检测器的超临界流体应用设备上安装压力塔。在分子量分级中用二氧化碳作为流动相，以超临界抽提为基础就分子量对润滑剂分级。该分级得到的润滑剂被称作润滑剂a。
其次，选取Solvay Solexis制造的Fomblin Zdol(产品名)(以下称作润滑剂β)作为含有上述全氟二醇化合物的润滑剂。类似地，用超临界抽提法对润滑剂进行分子量分级。分级得到的润滑剂称作润滑剂b。下面详细说明超临界抽提法。
当使用各种分子量的聚甲基丙烯酸甲酯作为参考物质、用凝胶渗透色谱法(GPC)测量已得到的润滑剂a和b的分子量分布时，发现润滑剂a的分子量分布为重均分子量(Mw)为3000～7000，且分子量离差为1.05～1.2。发现润滑剂b的分子量分布为重均分子量(Mw)为2000～5000，且分子量离差为1.05～1.2。分子量离差为重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)的比例。
将已用这种方式分级了的润滑剂a分散于Vertrel XF(产品名)中，该VertrelXF为一种Dupont Mitsui Fluorochemicals制造的氟基溶剂，以制备组合物(称作组合物A)。
类似地，将已用这种方式分级了的润滑剂b单独分散于Dupont MitsuiFluorochemicals制造的Vertrel XF(产品名)中以制备组合物(称作组合物B)。
将组合物A和B混合并均匀搅拌以制备混合组合物。混合以这样的方式进行，即润滑剂a和b的重量混合比例为1∶1。
用蒸发器从该混合组合物中除去Dupont Mitsui Fluorochemicals制造的Vertrel XF(产品名)，并抽提润滑剂(下面称作润滑剂c)。
在洁净的房间里制备上述润滑剂以保持润滑剂c的高纯度。采用的洁净房间气氛的洁净等级超过了日本工业标准(JIS)B9920或ISO(14644-1)规定的洁净等级6，或超过了洁净等级100(联邦标准FED-STD-209D)。
(磁盘的制造)购得氧化铝硅酸盐玻璃制成的2.5英寸的化学增强玻璃盘(外径65mm，内径20mm，盘厚0.635mm)用作盘基底1。
在该盘基底上依次用DC磁控溅射法形成基层2和磁性层3。
通过在由AlRu合金薄膜组成的第一基层上形成由CrW合金薄膜组成的第二基层来制备基层2。磁性层3为CoCrPtB合金薄膜。
接着，用等离子体CVD法形成由无定形类金刚石碳组成的保护层4(厚度为60埃)。成膜时，使用低直链氢碳化物气体。
当用HFS分析保护层4时，发现其含有15at％的氢。
接着，用浸渍法涂覆先前制备的润滑剂c，形成润滑层5。
成膜后，将磁盘10在炉中加热到100℃，以使润滑剂c粘附在保护层4上。加热进行1小时。FTIR检测表明润滑层5厚度为10埃。
(磁盘评估)进行LUL耐久性试验，以确定得到的磁盘10的LUL(加载—卸载)耐久性。
购得LUL系统硬盘驱动器(HDD)(在5400rpm下旋转)，装载磁盘10，磁头上升高度为10nm。磁头具有NPAB滑头，滑头上装有磁阻元件(GMB元件)形式的复制元件。该屏蔽元件由FeNi基坡莫合金制成。用该LUL系统HDD重复进行LUL操作，并记录磁盘10在失效前所经受的LUL操作数。
结果发现本实施方案的磁盘10经受了800000次LUL操作而未失效。据说在正常的HDD使用环境下，要使用约10年才会超过400000次LUL操作。因此，本发明的磁盘10高度可靠。
任何做试验的HDD都未发生上升—胶粘损伤。
用光学显微镜和电子显微镜对进行了LUL耐久性试验后的磁头表面进行仔细检查。然而，未发现擦伤或侵蚀。也未观察到润滑剂向磁头的任何转移。
(实施方案2和3)在实施方案2中，改变组合物A和B的混合比例，以使润滑剂a与润滑剂b的重量比为1∶2。
在实施方案3中，改变组合物A和B的混合比例，使润滑剂a和b的混合重量比为2∶1。除了这些不同之处之外，这两种实施方案中的其它方面均与当以与实施方案1中相同的方式进行LUL耐久性试验时，实施方案2和3均得到了与实施方案1中相同的好结果。
用TOF-SIMS对实施方案1～3中每一种的磁盘的润滑层进行详细分析，表明所有这些实施方案的磁盘的润滑层中均含有-COOH原子团和-CF2COOH原子团。这些原子团在上述全氟四醇化合物或上述全氟二醇化合物中均不存在；它们在润滑剂α、润滑剂β、润滑剂a、润滑剂b或润滑剂c中也不存在。因此，它们被认为是在润滑剂c在保护层上成膜之后，在润滑层中产生的原子团。
另外，对润滑层的FTIR分析表明存在红外吸收光谱中1730±10cm-1的吸收波段。
用与实施方案1中同样的方法在溅射法形成的氢化碳保护层上形成润滑层5来制备磁盘，但是在形成润滑层5之后不进行热处理。用TOF-SIMS法对润滑层的分析表明-COOH原子团和-CF2COOH原子团的量接近于TOF-SIMS法检测的极限。当将该磁盘进行LUL耐久性试验时，LUL操作数超过了400000，且未发现上升—粘附损伤。然而，发现了某些润滑剂向磁头转移的现象。因此，在润滑层中产生-COOH原子团和/或-CF2COOH原子团的实施方案1的磁盘被确定为更加可靠。
(比较实施例1和2)在比较实施例1中，润滑剂α没有分级就被施加到保护层4上。在比较实施例2中，润滑剂β没有分级就被施加到保护层4上。
当用与实施方案1中相同的方式进行LUL耐久性试验时，比较实施例1在400000次的LUL操作下失效。另外，在50％的接受试验的HDD上产生了上升—胶粘损伤。比较实施例2在200000次的LUL操作下失效。另外，在90％的接受试验的HDD上产生了上升—胶粘损伤。
当在试验后将比较实施例1和2的HDD的磁头移开并进行检测时，发现润滑剂转移到了磁头的ABS表面和NPAB凹部。
(比较实施例3)在比较实施例3中，将润滑剂α和β按1∶1的重量比混合，以制备涂覆于保护层上的润滑剂。
当用与实施方案1中相同的方式进行LUL耐久性试验时，比较实施例3在400000次的LUL操作下失效。另外，在70％的试验中使用的HDD上产生了上升-胶粘损伤。当在试验后将HDD的磁头移开并进行检测时，发现润滑剂转移到了磁头的ABS表面和NPAB凹部。
当用TOF-SIMS详细分析比较实施例2的磁盘的润滑层时，在润滑层中完全没有检测到-COOH原子团或-CF2COOH原子团。因此，在润滑层中产生-COOH和/或-CF2COOH原子团的实施方案的磁盘被确定为更加可靠。
本发明中，将润滑剂α(例如Solvay Solexis制造的名为Fomblin Ztetraol的产品)进行分子量分级，以得到重均分子量(Mw)为3000～7000且分子量离差小于或等于1.2的润滑剂a；将润滑剂β(例如Solvay Solexis制造的名为Fomblin Zdol的产品)进行分子量分级，以得到重均分子量(Mw)为2000～5000且分子量离差小于或等于1.2的润滑剂b；将润滑剂a和b混合，得到用于形成润滑层的润滑剂c。因此，本发明提供了一种防止上升-胶粘损伤和侵蚀损伤产生的磁盘，其尤其适于在LUL系统磁盘设备中使用。
另外，将可用TOF-SIMS检测的-COOH原子团引入润滑层中，得到尤其适于LUL耐久性的极其可靠的磁盘。
权利要求
1.一种制造磁盘的方法，该磁盘在基底上包括有磁性层、保护层和润滑层，其中将润滑剂α进行分子量分级，以制备重均分子量(Mw)为3000～7000、且分子量离差小于或等于1.2的润滑剂a，该润滑剂α含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式1]表示的化合物，其中的p和q为自然数，和由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式2]表示的化合物，其中的m和n为自然数；将润滑剂β进行分子量分级，以制备重均分子量(Mw)为2000～5000、且分子量离差小于或等于1.2的润滑剂b，该润滑剂β含有由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH化学式3]表示的化合物，其中的m和n为自然数；制备含有润滑剂a和b的混合物的润滑剂c；并在基底上的保护层之上形成润滑剂c的膜，以形成润滑层。
2.权利要求1的制造磁盘的方法，其中分子量分级是用超临界抽提法进行的。
3.权利要求1或2的制造磁盘的方法，其中如下制备润滑剂c将润滑剂a分散于氟基溶剂中得到组合物A，将润滑剂b分散于氟基溶剂中得到组合物B，将组合物A和B混合，并从该混合的组合物中抽提润滑剂c。
4.权利要求1～3中任何一项的制造磁盘的方法，其中在形成了润滑层之后，将所得的磁盘暴露在50～150℃的气氛中，以使润滑剂c粘附在保护层上。
5.权利要求1～4中任何一项的制造磁盘的方法，其中用等离子体CVD法形成保护层。
6.权利要求1～5中任何一项的制造磁盘的方法，其应用于加载—卸载系统磁盘设备。
7.权利要求1～6中任何一项的制造磁盘的方法，其中选用Solvay Solexis制造的Fomblin Ztetraol(产品名)作为润滑剂α，并选用Solvay Solexis制造的Fomblin Zdol(产品名)作为润滑剂β。
8.一种磁盘，其包含在基底上的磁性层、保护层和润滑层，其中在保护层上形成润滑层，所述润滑层由润滑剂c组成，其含有润滑剂a和润滑剂b；其中润滑剂a的重均分子量(Mw)为3000～7000、且分子量离差小于或等于1.2，其通过精炼润滑剂α获得，该润滑剂α含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式4]表示的化合物，其中p和q为自然数，和由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式5]表示的化合物，其中m和n为自然数；其中润滑剂b的重均分子量(Mw)为2000～5000、且分子量离差小于或等于1.2，并含有润滑剂β，该润滑剂β含有由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式6]表示的化合物，其中m和n为自然数。
9.一种磁盘，其包含在基底上的磁性层、保护层和润滑层，其中在保护层上形成润滑层，所述润滑层含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(-O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式7]表示的化合物，其中p和q为自然数，和由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式8]表示的化合物，其中m和n为自然数，并且该润滑层含有可用飞行时间二次离子质谱仪检测的-COOH原子团。
10.一种磁盘，其包含在基底上的磁性层、保护层和润滑层，其中润滑层含有由化学式HO-CH2-CH(OH)-CH2-O-CH2-CF2(O-C2F4)p-(O-CF2)q-O-CF2-CH2-O-CH2-CH(OH)-CH2-OH[化学式9]表示的化合物，其中p和q为自然数，由化学式HO-CH2-CF2(-O-C2F4)m-(O-CF2)n-O-CF2-CH2-OH[化学式10]表示的化合物，其中m和n为自然数，和分子结构中含有可用飞行时间二次离子质谱仪检测的-COOH原子团的化合物。
11.权利要求8～10中任何一项的磁盘，其中保护层为碳基保护层。
全文摘要
公开了一种制造磁盘的方法，该磁盘在其基底上具有磁性层、保护层和润滑层。该方法中，将润滑剂α进行分子量分级，以制备重均分子量(Mw)为3000～7000、且分子量离差小于或等于1.2的润滑剂a，该润滑剂α含有由化学式HO－CH
文档编号G11B5/84GK1571017SQ20041003265
公开日2005年1月26日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年3月31日
发明者下川贡一, 石山雅史 申请人:Hoya株式会社, Hoya(新加坡)磁学有限公司