專利名稱：記錄介質用潤滑劑及磁盤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于磁盤、磁帶等記錄介質的潤滑劑，以及包括有通過使用所述潤滑劑而形成的潤滑層的磁盤。
背景技術：
作為磁盤用潤滑劑，通常采用的是全氟聚醚類化合物，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.產品)化合物。Fomblin系化合物是其中主鏈的基本骨架為(CF2CF2O)m(CF2O)n的全氟聚醚類化合物。
然而，已知Fomblin系化合物會與磁頭部件中所含的氧化鋁(Al2O3)反應，從而發(fā)生主鏈的斷裂(Macromolecules，1992，Vol.25，pp.6791-6799)。隨著斷裂的進行，全氟聚醚發(fā)生解聚并最終從磁盤上揮發(fā)。
磁盤的驅動方式有兩種，即接觸式啟動/停止(CSS)方式和斜坡加載/卸載(L/UL)方式，其中前一種方式下裝置啟動或停止時磁頭與磁盤相互接觸，而后一種方式裝置停止時磁頭縮回至磁盤表面的外部，根據所采用的方式不同，潤滑劑所需的性能而有所不同。
近年來，有提高磁盤裝置的存儲密度和處理速度的需求，為了滿足這一需求，需要減小磁頭與磁盤間的距離(浮動高度)，加速磁盤的旋轉。即使在磁頭基本不與磁盤相接觸的L/UL方式中，隨著浮動高度的降低及旋轉速度的提高，磁頭與磁盤的接觸頻率也會加大，這會導致潤滑劑從磁盤表面轉移至磁頭，潤滑劑飛濺出磁盤外。結果，有時損壞磁盤，因此優(yōu)選與磁盤表面附著力強的潤滑劑。此類潤滑劑的實例為分子內含有多個極性基團的Fomblin系全氟聚醚化合物(例如，SolvaySolexis K.K.的產品“Z-Tetraol”)，然而，這種潤滑劑不能解決由氧化鋁引起的分解問題。
另一方面，作為分子內盡管含有全氟聚醚鏈卻仍然能夠抑制由氧化鋁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團改性的化合物(美國專利No.6608009和No.6605335的說明書)。這種化合物通過改性磷腈官能團的作用而抑制由氧化鋁引起的分解。另外，這種化合物與其他全氟聚醚化合物的相溶性高，并具有優(yōu)良的耐CSS性能。然而，它們與磁盤表面的附著力較低，因此并不特別優(yōu)選為L/UL方式下使用的潤滑劑。
為了提高信息的記錄/讀取速度，希望磁盤的旋轉速度在不久的將來達到15,000rpm或更高。由于磁盤旋轉速度的提高，潤滑劑的飛濺量有增加的趨勢。另外，如果在磁盤高速旋轉的情況下長時間地進行滑動，則潤滑層會由于分解而變薄，最終磁盤破損。為了確保獲得可靠的磁盤驅動，需要使用對磁盤附著力強、同時又不易分解的潤滑劑。

發(fā)明內容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供對記錄介質附著力強、且不易分解的記錄介質用潤滑劑。
技術方案本發(fā)明提供了如下所述的記錄介質用潤滑劑及磁盤。
1.記錄介質用潤滑劑，含有式(1)所示的全氟聚醚化合物及式(2)所示的另一種全氟聚醚化合物R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R2(1)其中R1代表 其中，R代表C1-4鹵代烷基，R2代表-OCH2CH(OH)CH2OH，并且m和n各自獨立地為1-30；R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R3(2)其中R1、m和n如上定義，并且R3代表-OCH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)CH2OH。
2.磁盤，通過在支承物上依次形成記錄層和保護層，并在保護層的表面形成基本由第1項的潤滑劑構成的潤滑層而獲得。
下面對本發(fā)明進行詳細的解釋。
本發(fā)明的記錄介質用潤滑劑中所含的全氟聚醚化合物，在全氟聚醚鏈的一端具有環(huán)三磷腈官能團，并在另一端具有由乙二醇骨架衍生的多個羥基。
本發(fā)明的記錄介質用潤滑劑通過例如以下方法制備。
-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-將具有如上式所示的主鏈、并在一端具有環(huán)三磷腈官能團、在另一端具有一個羥基的全氟聚醚化合物與叔丁醇鉀和叔丁醇混合，然后70℃下攪拌30分鐘，其中結構式中m和n各自獨立地為1-30。叔丁醇鉀溶解完成后，70℃攪拌下向所得溶液中逐步滴入0.5至2.0當量的2，3-環(huán)氧-1-丙醇，滴加時間2小時。滴加完成后，將所得混合物在70℃下再攪拌2小時。反應完成后，用基于全氟化碳的溶劑萃取混合物，蒸餾除去溶劑，得到粘稠的液體。由此得到的粘稠液體含有如上式(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為C1-4鹵代烷基，并且m和n各自獨立地為1-30。
該三元混合物可直接原樣用作本發(fā)明的記錄介質用潤滑劑，但可通過柱色譜、超臨界二氧化碳萃取法等提純方法對其進行提純。
記錄介質用潤滑劑的優(yōu)選實例為含有總量不少于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％，記錄介質用潤滑劑的更優(yōu)選實例為含有總量不少于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％。
株式會社松村石油研究所的產品“Moresco Phosfarol A20H”，是具有-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-主鏈、并在一端具有環(huán)三磷腈官能團、在另一端具有羥基的全氟聚醚化合物原料的具體實例，其中m和n各自獨立地為1-30。該化合物的化學結構為(CF3C6H4O)5-P3N3-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2OH，其中-P3N3-代表環(huán)三磷腈環(huán)，m和n各自獨立地為1-30，并且數均分子量為約1300至8000。
本發(fā)明的記錄介質用潤滑劑的一個應用實例，為用作改進磁盤裝置中磁盤滑動性能的潤滑劑。這一應用旨在降低磁盤與磁頭間的摩擦系數，因此，本發(fā)明的潤滑劑也可用作在其中磁帶或類似記錄介質與磁頭間發(fā)生滑動的不同于磁盤的記錄裝置中使用的潤滑劑。本發(fā)明的潤滑劑可用作包括有伴有滑動的部分的裝置的潤滑劑，所述裝置不限于記錄裝置。需注意的是，本發(fā)明的潤滑劑表現(xiàn)出抑制Fomblin系全氟聚醚化合物分解的作用，因此可與Fomblin系潤滑劑一起使用。本發(fā)明的潤滑劑可與不同于Fomblin系潤滑劑的潤滑劑一起使用，例如“Demnum SA”(Daikin Industries Ltd.產品)和“Krytox”(DuPont產品)。
本發(fā)明的磁盤通過以下方法制成在支承物上依次形成記錄層和保護層，然后在保護層的表面形成包括有上述記錄介質用潤滑劑的潤滑層。
圖1表示本發(fā)明磁盤的一個實例的結構示意圖(橫截面)。
圖1中，本發(fā)明的磁盤包括支承物1上的記錄層2、記錄層2上的保護層3、和保護層3表面上的包括有上述記錄介質用潤滑劑的最外層潤滑層4。
支承物1的材料的實例包括鋁合金、玻璃、聚碳酸酯等。記錄層2的材料的實例包括通過向可形成強磁性物質的鐵、鈷、鎳等元素中加入鉻、鉑、鉭等而形成的合金，及其氧化物。它們可通過電鍍、噴鍍等制成。保護層3的材料的實例包括類金剛石碳、Si3N4、SiC、SiO2等。它們可通過噴鍍、CVD等制成。
通過將本發(fā)明的記錄介質用潤滑劑溶于溶劑中，使用該溶液，通常通過浸漬，可制得潤滑層4。可將本發(fā)明的記錄介質用潤滑劑溶解的溶劑均可在本發(fā)明中使用。可使用的溶劑的具體實例包括基于全氟化碳的溶劑(例如住友3M Limited產品“PF-5060”、“PF-5080”、“HFE-7100”和“HFE-7200”；以及DuPont產品“VERTREL XF”)。
發(fā)明效果由于本發(fā)明的記錄介質用潤滑劑對記錄介質的附著力強，因此，可減少飛濺的潤滑劑，并且不易分解。包括有通過使用上述潤滑劑而形成的潤滑層的磁盤，可耐受高速旋轉下的持續(xù)滑動，因此，帶有這種磁盤的磁盤驅動可實現(xiàn)信息的高速記錄/讀取。


圖1表示本發(fā)明磁盤的一個實例的示意性截面視圖。
符號說明1 支承物2 記錄層3 保護層4 潤滑層具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明進行詳細的解釋。
實施例1在氬氣氣氛中，將22.0g(7.11mmol)“Moresco PhosfarolA20H-2000”(株式會社松村石油研究所產品)、0.1g(0.71mmol)叔丁醇鉀和13.0ml叔丁醇混合，在70℃下攪拌30分鐘。叔丁醇鉀溶解完成后，70℃攪拌下向所得混合物中滴入0.6g(7.11mmol)2，3-環(huán)氧-1-丙醇，滴加時間2小時。滴加完成后，混合物在70℃下再攪拌2小時。反應完成后，向反應混合物中加入“VERTREL XF”(DuPont產品)進行萃取，隨后用混合1N鹽酸和甲醇得到的水溶液洗滌。蒸餾除去“VERTREL XF”，得到14.0g粘稠的液體。
對由此得到的粘稠液體進行19F-NMR分析和1H-NMR分析，以獲得數均分子量和組成(wt％)。其數均分子量為2929。表1給出組成。表1中，式(1)化合物為上式(1)所示的全氟聚醚化合物，其中R為三氟甲基。表1中的式(2)化合物為上式(2)所示的全氟聚醚化合物，其中R為三氟甲基。表1中的式(3)化合物為上式(3)所示的全氟聚醚化合物，其中R為三氟甲基。
表1

19F-NMR分析結果如下所示。
19F-NMR(無溶劑。參照將所得產物中的OCF2CF2CF2CF2O定義為-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]]。
作為1H-NMR分析的預處理，進行三氟乙酰化。三氟乙?；襟E如下。向粘稠液體(0.2g)中加入10倍重量的三氟乙酸酐(2.0g)，然后室溫攪拌12小時。攪拌完成后，除去過量的三氟乙酸酐，得到三氟乙?；?。
1H-NMR分析結果如下所示。
1H-NMR[三氟乙?；颹(溶劑全氟己烷。參照氧化氘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]]。
實施例2
在氬氣氣氛中，將67.0g(0.022mol)“Moresco PhosfarolA20H-2000”(株式會社松村石油研究所產品)、0.3g(0.002mol)叔丁醇鉀和30.0ml叔丁醇混合，在70℃下攪拌30分鐘。叔丁醇鉀溶解完成后，70℃攪拌下向所得混合物中滴入2.0g(0.022mol)2，3-環(huán)氧-1-丙醇，滴加時間2小時。滴加完成后，混合物在70℃下再攪拌2小時。反應完成后，向反應混合物中加入“VERTREL XF”(DuPont產品)進行萃取，隨后用混合1N鹽酸和甲醇得到的水溶液洗滌。蒸餾除去“VERTREL XF”，然后通過超臨界二氧化碳萃取法提純，得到22.3g粘稠的液體。
對由此得到的粘稠液體進行19F-NMR分析和1H-NMR分析，以獲得數均分子量和組成(wt％)。其數均分子量為3130。表2給出組成。表2中的式(1)、(2)和(3)化合物與表1中的相同。
表2

通過NMR分析獲得的化學位移與實施例1的相同。
對實施例1和2獲得的粘稠液體(潤滑劑)進行粘合百分比測定及評價耐氧化鋁分解性能的試驗。
將實施例1和2獲得的粘稠液體(潤滑劑)溶于“VERTREL XF”(DuPont產品)中，制得潤滑劑溶液(0.1wt％)。將相應的直徑為2.5英寸的玻璃介質磁盤浸入潤滑劑溶液中1分鐘，并以2mm/s的速度提起，從而將潤滑劑涂覆在每片玻璃介質磁盤上。將每片玻璃介質磁盤放入100℃恒溫室中加熱20分鐘。用橢圓偏振儀測量每片磁盤上的潤滑劑的膜厚度(該膜厚度定義為e)。然后將磁盤浸入“VERTREL XF”中10分鐘，并以10mm/s的速度提起，洗凈磁盤上未附著的潤滑劑。用橢圓偏振儀測量磁盤上殘留的潤滑劑的膜厚度(該膜厚度定義為f)。用以下方程式表示的粘合百分比評價磁盤附著強度。表3給出結果。
粘合百分比(％)＝100×f/e在實施例1和2獲得的粘稠液體所含的式(1)、(2)和(3)化合物中，式(3)所示化合物通過上述洗凈步驟被去除。因此，只有附著力強的式(1)和式(2)所示化合物殘留在磁盤上。
為進行比較，作為全氟聚醚化合物，采用株式會社松村石油研究所產品“Moresco Phosfarol A20H-2000”和Solvay Solexis K.K.產品“Zdol-4000”和“Z-Tetraol-2000S”，按上述相同方式測定粘合百分比。表3給出結果。
表3

從表3中清楚看出，實施例1和2獲得的粘稠液體(潤滑劑)形成了磁盤附著力強的潤滑層。由此，可以預期潤滑劑的飛濺將減少。
將氧化鋁粉末(平均粒徑100μm)加至實施例1和2獲得的粘稠液體(潤滑劑)、株式會社松村石油研究所產品“Moresco PhosfarolA20H-2000”以及Solvay Solexis K.K.產品“Zdol-4000”和“Z-Tetraol-2000S”中，使氧化鋁粉末含量達到20wt％，并用振搖機混合至少15分鐘。將均勻混合的試驗樣品用熱分析儀(TG/DTA)加熱進行耐分解測試。測試如下進行將特定重量的含氧化鋁及不含氧化鋁的試驗樣品放入鋁容器中，氮氣氣氛下250℃加熱樣品，然后測定試驗樣品的重量損失。表4給出結果。
表4

從表4清楚看出，實施例1和2獲得的粘稠液體(潤滑劑)具有優(yōu)良的耐氧化鋁分解性能。
實施例3將實施例1獲得的粘稠液體(潤滑劑)溶于“VERTREL XF”(DuPont產品)中，制得潤滑劑溶液(0.1wt％)。將包括有支承物、記錄層和保護層的直徑2.5英寸的玻璃介質磁盤浸入潤滑劑溶液中1分鐘，并以2mm/s的速度提起，從而將潤滑劑涂覆在玻璃介質磁盤上。將玻璃介質磁盤放入100℃恒溫室中加熱20分鐘。然后將磁盤浸入“VERTREL XF”中10分鐘，并以10mm/s的速度提起，洗凈。用橢圓偏振儀測量磁盤上殘留的潤滑劑的膜厚度。殘留的潤滑劑的膜厚度為4.9。
權利要求
1.一種記錄介質用潤滑劑，包含式(1)所示的全氟聚醚化合物及式(2)所示的另一種全氟聚醚化合物，R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R2(1)其中R1代表 其中R代表C1-4鹵代烷基，R2代表-OCH2CH(OH)CH2OH，并且m和n各自獨立地為1-30；R1-CH2CF2O-(CF2CF2O)m-(CF2O)n-CF2CH2-R3(2)其中R1、m和n如上定義，并且R3代表-OCH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)CH2OH。
2.一種磁盤，通過在支承物上依次形成記錄層和保護層、并在保護層的表面形成基本由權利要求1的潤滑劑構成的潤滑層而獲得。
全文摘要
提供一種對記錄介質附著力高的、難于分解的記錄介質用潤滑劑，以及一種高速旋轉下耐持續(xù)滑動的磁盤。本發(fā)明提供包含下式(1)所示全氟聚醚化合物和下式(2)所示另一種全氟聚醚化合物的記錄介質用潤滑劑以及一種具有由所述潤滑劑構成的潤滑層的磁盤。R
文檔編號C10N30/06GK1989228SQ20058002493
公開日2007年6月27日 申請日期2005年7月14日 優(yōu)先權日2004年7月23日
發(fā)明者若林明伸, 坂根康夫 申請人:株式會社松村石油研究所