JP2956674B2 - 磁気記録媒体用潤滑剤、磁気記録媒体及び磁気記録装置 - Google Patents
磁気記録媒体用潤滑剤、磁気記録媒体及び磁気記録装置Info
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Description
エーテル系化合物を用いた磁気記録媒体用潤滑剤、該潤
滑剤を用いた磁気記録媒体、及び、該磁気記録媒体を用
いた磁気記録装置に関するものである。
置の小型化および記録容量の増大への要求が顕著になる
に伴い、高記録密度化を目指した技術開発が進められて
いる。ヘッド・ディスク系に関しては、高記録密度化は
ヘッドとディスク媒体との距離をより短縮し、またディ
スク媒体をより高速で回転させることにより達成され
る。このために、磁気ヘッドを搭載しているスライダー
とディスク媒体との高速接触確率が増加し、その結果潤
滑剤に摩擦電気が発生、帯電して種々の障害が誘発され
る問題が顕在化してきた。これらの問題のうち最も深刻
なものは、帯電ディスク媒体と磁気ヘッドとの間の放電
によりヘッド素子が破壊されることである。
大きく、かつ、ディスク媒体の基板材料としてアルミニ
ウムのような導電体を使用した系では比較的起こりにく
いが、浮上量が比較的小さく、かつ、ガラスのような非
導電性基板を使用した系では頻発する問題であり、非浮
上型のコンタクト記録再生系では避けがたい重大な問題
である。
ヘッド素子間の放電を防止するための手段として、接地
を十分にとって両者の電位差をゼロとすることが一般に
行われている。この場合、媒体上の潤滑膜や保護膜は電
気伝導性が低くても、これらの膜厚が十分に小さいため
に潤滑膜上に発生した電荷は基板を通してグランドに流
れ、ヘッド素子との間の電位差は発生しない。しかしな
がらガラス基板を用いたディスクでは、ガラス基板を通
して電荷がグランド流れることが出来ず、電荷は事実上
媒体表面に滞留する。このような問題を回避するために
は発生した電荷とグランドを結ぶ導電性の材料を潤滑剤
として用いることが有効であるが、このような効果を有
する潤滑剤に関する公知例は存在しない。
の基板からなる媒体を用いた浮上系、コンタクト系のハ
ードディスク装置でのヘッド素子の放電破壊を防止する
ことが本発明が解決しようとする課題である。
電荷をグランドに流すためには、電気伝導性の高い材料
を潤滑膜として設けることが有効である。 電気伝導性
の高い潤滑膜は、従来の潤滑膜と同程度の潤滑性能を有
し、かつ、発生した電荷が滞留しないだけの電気伝導性
を有している必要がある。これらの性能を有する潤滑剤
は、従来から使用されているパーフルオロポリエーテル
系潤滑剤に、この潤滑剤よりも電気伝導性の高い高分子
化合物を混合することにより得ることが出来る。
エーテル系化合物よりも電気伝導度が大きい化合物であ
って、後述する一般式[1]、[2]、[3]で示され
る化合物から選ばれる少なくとも1種を前記パーフルオ
ロポリエーテル系化合物中に0.1〜99.9重量%含
有してなることを特徴とする磁気記録媒体用潤滑剤を提
供する。
ロポリエーテル系化合物の主鎖構造は、例えば次の一般
式で示されるものである。下記一般式において、p,
q,n,m,lは1以上の整数、Gは末端官能基を示
す。 一般式 G-CF2-(O-CF2-CF2)p-(O-CF2)q
-O-CF2-G 一般式 F-(CF2-CF2-CF2)n-CF2-CF2-G 一般式 CF3-(O-CF-(CF3)-CF2)m-(O-C
F2)l-G
ルの主鎖構造は何等これらに限定されるものではない。
また、末端官能基Gの例としては、例えば-CH2OH,
-OH,-CH2COOH,-COOH,-C6H5,縮合環
基を挙げることができるが、何等これらに限定されるも
のではない。分子量は特に限定しないが、その中心分子
量が1000から4000程度であることが好ましい。
テル以外の成分、すなわちパーフルオロポリエーテル系
化合物よりも電気伝導度が大きい化合物としては、下記
一般式[1]〜[3]で示される骨格を有するものが挙
げられる。
子、水酸基、ハロゲン原子、スルホン酸基、カルボン酸
基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基、アリール基の何
れかを示す。上記アルキル基またはアリール基は置換基
を有していてもよく、また水素原子の一部または全部が
ハロゲン原子によって置換されていてもよい。R3はア
ルキル基、アリール基の何れかを示す。これらのアルキ
ル基またはアリール基は置換基を有していてもよく、ま
た水素原子の一部または全部がハロゲン原子によって置
換されていてもよい。〕
子、水酸基、ハロゲン原子、スルホン酸基、カルボン酸
基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基、アリール基の何
れかを示す。上記アルキル基またはアリール基は置換基
を有していてもよく、また水素原子の一部または全部が
ハロゲン原子によって置換されていてもよい。〕
に、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、スルホン酸基、
カルボン酸基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基、アリ
ール基の何れかを示す。上記アルキル基またはアリール
基は置換基を有していてもよく、また水素原子の一部ま
たは全部がハロゲン原子によって置換されていてもよ
い。またH+とA-はそれぞれプロトン酸のプロトンとそ
の共役塩基を示す。プロトン酸としてはスルホン酸、カ
ルボン酸、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、
硝酸、亜硝酸、硫酸、亜硫酸のうち、一種類もしくはこ
れらの混合物を示す。〕
るアルキル基またはアリール基は、例えば次のような式
で示されるものである。-CH3,-CH2-CH3,-(C
H2)5-CH3,-(CH2)10-CH3,-(CH2)20-C
H3,-(CH2)29-CH3,-(CH2)3=C(CH3)-
CH2-CH3,-(CH2)5-C(CH=CH2)2-CH2-
CH3,-(CH2)6-C(CH2-CH2-CH3)2-(CH
2)3-CH(CH2-CH2-CH2-CH3)-CH2-CH3,
-CF2-CF3,-(CF2)10-CH3,-(CF2)3-C
(CH3)=CF-CF3,-(CF2)26-C(CF3)2-C
F3,-C6H5,-C6H4(CH3),-C10H7,-C10H5
(CH2-CH3)2,-C14H9,-C14H6(CH3)(C
H=CH2)(CH2-CH2-CH3),-C30H17,-C6F
5,-C10F5(CH2-CH3)2,-C10F5(-CF2-CF
3)2,-C30F17
ール基は何等これらに限定されるものではない。また、
これらの基に存在してもよい置換基は、例えばアルキル
基、アリ-ル基、複素環基、-F,-Cl,-Br,-I,-
OH,-CO,-SH,-SCH3,-NH2,-N(CH3)
2,-NO,-NO2,-NOH,-CHO,-COOH,-C
OOCH3,-CN,-SO,-PH2,-P(CH3)2,-
CH2OCH3等を挙げることができるが、これらに限定
されるものではない。
ロポリエーテルに対して、一般式[1]〜[3]に示し
た骨格を有する化合物の少なくとも1種類が重量百分率
で0.1〜99.9%の範囲で添加されたものである。
本発明の磁気記録媒体用潤滑剤により潤滑膜を成膜して
なるもので、具体的には磁性膜或いは保護膜上に先に記
した潤滑剤を成膜することにより、ヘッドスライダーと
記録媒体との高速接触が多発しても、潤滑膜上に発生し
た電荷が滞留しにくい磁気記録媒体である。
を図1に示す。本発明の磁気記録媒体は基板1上に下地
層2を介して磁性層3が形成され、その上に保護層4が
形成されている。下地層2および保護層4はなくてもよ
い。潤滑膜5は、保護膜4の上に塗布してある。
ッドもしくはヘッドスライダーと接触するか、またはそ
の可能性のある磁気記録媒体であり、具体的にはハード
ディスク媒体、フロッピーディスク媒体、磁気テープ等
である。
非磁性であることの他には制限はない。すなわち、ハー
ドディスク媒体の場合には、アルミニウム、ガラス、プ
ラスチック、カーボン、シリコン等が例示され、フロッ
ピーディスクや磁気テープ媒体の場合には、ポリアセテ
ート等の合成樹脂を例示することができる。
よい。下地層の材質、膜厚に関して制限はなく、Cr、
Ni-P等を例示することができる。
に制限はない。すなわち、成膜法としては塗布、メッ
キ、蒸着、スパッタリング、CVD法等が例示される。
材質については、Fe、Co、Ni等の金属やこれらの
酸化物、Co-Ni、Co-Pt、Fe-Ni、Fe-Co
-Ni、Co-Cr-Pt-Ta等が例示される。
ファスカーボン、水素添加カーボン、窒素添加カーボ
ン、フッ素添加カーボン、各種金属添加カーボン、ダイ
アモンドライクカーボン、二酸化珪素膜等を例示するこ
とができる。
成膜する方法についても特に制限はないが、ハードディ
スク媒体の場合には、ディップ法や回転成膜法を例示す
ることができる。この場合、潤滑膜厚は特に制限はない
が、1〜1000Å程度、好ましくは5〜100Å程度
である。
述した本発明の磁気記録媒体と、この磁気記録媒体上に
密接された状態で相対移動されて情報を記録または再生
する磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを前記磁気記録媒体
に押圧させる支持ばねとからなるものである。本発明に
係る磁気記録装置の概略構成を説明する図を図2に示
す。図において、9は磁気ディスク媒体であり、例えば
4枚を等間隔に固定している。これらの磁気ディスク媒
体は回転機構10により回転される。各磁気ディスク媒
体9の両面には、本発明に係る潤滑剤の少なくとも1つ
が塗布されている。各磁気ディスク媒体9の両面近傍に
は、各磁気ディスク媒体9を挟む関係に合計8個の磁気
ヘッド6が配置されており、これら磁気ヘッド6はそれ
ぞれ支持ばね11を介してキャリッジ7に支持されてい
る。キャリッジ7は、磁気ヘッド移動機構8により移動
制御される。
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。以後、一般式[1]〜[3]等に示した化合物を
導電性高分子化合物と称する。
般式[1]で示されたもののうち、R1、R2及びR3が
いずれも-(CF2)5-CF3又はそれに置換基を導入し
たものである導電性高分子化合物とパーフルオロポリエ
ーテル系化合物とからなる潤滑剤についての実施例であ
る。
も-(CF2)5-CF3である分子構造を有する導電性高
分子化合物1gを塩化メチレン10mlに溶解し、その
溶液をフォンブリンZ-DOL(モンテフルオス社製)
10gに加えてよく攪拌した。この混合液について60
℃で減圧蒸留を30分継続して塩化メチレンを除去し、
本実施例に係る潤滑剤を得た。
るフロリナートFC-77(住友スリーエム株式会社
製)に溶解して0.08%の溶液を調製した。この溶液
を用いて、スパッタ法でカーボン保護膜を成膜したディ
スク媒体に、通常のディップ法により潤滑膜を成膜して
サンプルディスク媒体を作製した。同様にして、導電性
高分子化合物量を調節して潤滑剤に対する濃度を0.1
〜99.9%まで展開した濃度展開サンプルディスク媒
体を作製した。尚、潤滑膜中の添加剤濃度は成膜前の添
加剤濃度とほぼ等しかった。サンプルディスク媒体の構
成を図1に示す。サンプルディスク媒体は、基板の面粗
さRaが2nm以下になるように基板表面を研磨加工を
施した直径2.5”のガラス製基板を用い、この表面に
CrMo下地層を成膜し、その上にCoCrPt磁性層
を成膜し、更にスパッタ法によりアモルファスカーボン
から成る保護層を5nm成膜し、保護層の表面にディッ
プ法により本発明に係る潤滑剤を2nm塗布して製造し
た。
入した15種類の導電性高分子化合物について、その濃
度を10%とした導電性高分子化合物展開サンプルディ
スク媒体を作製した。さらに、導電性高分子化合物を加
えないこと以外は全く同様の操作を行ったリファレンス
ディスクも作製した。
は、ヘッドにディスク媒体を接触させた状態で摺動させ
(DRAG試験)、ヘッド出力が初期値の50%に減少
するまでの時間を評価した。DRAG試験は、評価する
ディスクをスピンドルに装着し、スライダーを予め設定
された荷重(500mg)でディスク面を押しつけるよ
うに調整して装着し、スライダーを外周または内周方向
に動かないように固定してディスクの回転数を3600
rpmに維持して(このときの線速は5m/s)、ヘッ
ド出力の変化を観測した。ヘッドスライダーはAl2O3
-TiC製で摺動面には保護膜が成膜されていないもの
を使用した。
命との関係についての検討結果 濃度展開サンプルディスク媒体によるヘッド寿命測定評
価を行った結果を表1に示す。
剤は、導電性高分子化合物の濃度が0.1〜99.9%
の範囲内でヘッド寿命が延長される効果があることがわ
かった。
能の関係についての検討結果 R1、R2、R3に種々の置換基を導入した導電性高分子
化合物展開サンプルディスク媒体およびリファレンスデ
ィスク媒体について、ヘッド寿命評価を行った。導電性
高分子化合物の種類と評価結果を表2に示す。
フルオロポリエーテルに添加した潤滑剤は摺動状態にお
けるヘッドの寿命を延長する効果があることがわかっ
た。
は、一般式[2]で示されたもののうち、R1及びR2が
いずれも-(CF2)5-CF3又はそれに置換基を導入し
たものである導電性高分子化合物とパーフルオロポリエ
ーテル系化合物とからなる潤滑剤についての実施例であ
る。
高分子化合物展開サンプルディスク媒体およびリファレ
ンスディスク媒体を作製し、導電性高分子化合物の種類
とヘッド寿命の関係についての検討を行った。評価結果
を表3に示す。
フルオロポリエーテルに添加した潤滑剤は摺動状態にお
けるヘッドの寿命を延長する効果があることがわかっ
た。
れたもののうち、R1、R2、R3及びR4がいずれも-
(CF2)5-CF3又はそれに置換基を導入したものであ
る導電性高分子化合物とパーフルオロポリエーテル系化
合物とからなる潤滑剤についての実施例である。
高分子化合物展開サンプルディスク媒体およびリファレ
ンスディスク媒体を作製し、導電性高分子化合物の種類
とヘッド寿命の関係についての検討を行った。評価結果
を表4に示す。
フルオロポリエーテルに添加した潤滑剤は摺動状態にお
けるヘッドの寿命を延長する効果があることがわかっ
た。
明の潤滑剤はヘッドスライダーとの摺動により発生する
電荷の媒体上の滞留を防ぐので、ヘッド素子とディスク
媒体との間の放電によるヘッド素子の破壊を抑え、よっ
てヘッド寿命を延長する効果がある。従って本発明の潤
滑剤を用いた磁気記録媒体及び該磁気記録媒体を用いた
磁気記録装置は、従来の媒体及び装置よりも信頼性が高
く、媒体及び装置の寿命が延長される効果がある。
大断面図。
Claims (5)
- 【請求項1】 下記一般式[1]で示される化合物をパ
ーフルオロポリエーテル系化合物中に0.1〜99.9
重量%含有してなることを特徴とする磁気記録媒体用潤
滑剤。 一般式[1] 【化1】 〔一般式[1]中、R1、R2はそれぞれ独立に、水素原
子、水酸基、ハロゲン原子、スルホン酸基、カルボン酸
基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基、アリール基の何
れかを示す。上記アルキル基またはアリール基は置換基
を有していてもよく、また水素原子の一部または全部が
ハロゲン原子によって置換されていてもよい。R3はア
ルキル基、アリール基の何れかを示す。これらのアルキ
ル基またはアリール基は置換基を有していてもよく、ま
た水素原子の一部または全部がハロゲン原子によって置
換されていてもよい。〕 - 【請求項2】 下記一般式[2]で示される化合物をパ
ーフルオロポリエーテル系化合物中に0.1〜99.9
重量%含有してなることを特徴とする磁気記録媒体用潤
滑剤。 一般式[2] 【化2】 〔一般式[2]中、R1、R2はそれぞれ独立に、水素原
子、水酸基、ハロゲン原子、スルホン酸基、カルボン酸
基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基、アリール基の何
れかを示す。上記アルキル基またはアリール基は置換基
を有していてもよく、また水素原子の一部または全部が
ハロゲン原子によって置換されていてもよい。〕 - 【請求項3】 下記一般式[3]で示される化合物をパ
ーフルオロポリエーテル系化合物中に0.1〜99.9
重量%含有し、かつ、下記一般式[3]に示される化合
物を構成する窒素原子に対してプロトン酸0.1〜10
0モル%を含有してなることを特徴とする磁気記録媒体
用潤滑剤。 一般式[3] 【化3】 〔一般式[3]中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立
に、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、スルホン酸基、
カルボン酸基、ニトロ基、アミノ基、アルキル基、アリ
ール基の何れかを示す。上記アルキル基またはアリール
基は置換基を有していてもよく、また水素原子の一部ま
たは全部がハロゲン原子によって置換されていてもよ
い。またH+とA-はそれぞれプロトン酸のプロトンとそ
の共役塩基を示す。プロトン酸としてはスルホン酸、カ
ルボン酸、フッ酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、
硝酸、亜硝酸、硫酸、亜硫酸のうち、一種類もしくはこ
れらの混合物を示す。〕 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁
気記録媒体用潤滑剤により潤滑膜を成膜してなることを
特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項5】 請求項4に記載の磁気記録媒体と、この
磁気記録媒体上に密接された状態で相対移動されて情報
を記録または再生する磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを
前記磁気記録媒体に押圧させる支持ばねとからなること
を特徴とする磁気記録装置。
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