WO2019049585A1 - 含フッ素エーテル化合物、磁気記録媒体用潤滑剤および磁気記録媒体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a fluorine-containing ether compound suitable for a lubricant application of a magnetic recording medium, a lubricant for a magnetic recording medium comprising the same, and a magnetic recording medium.
- a magnetic recording medium suitable for high recording density.
- a magnetic recording medium there is one in which a recording layer is formed on a substrate and a protective layer such as carbon is formed on the recording layer.
- the protective layer protects the information recorded in the recording layer and enhances the slidability of the magnetic head.
- the durability of the magnetic recording medium can not be sufficiently obtained only by providing the protective layer on the recording layer. For this reason, a lubricant is generally applied to the surface of the protective layer to form a lubricating layer.
- Patent Document 1 discloses a compound having a plurality of hydroxyl groups at both terminal portions, in which substituents having a minimum distance of 3 atoms or more between the hydroxyl groups are disposed.
- Patent Document 2 discloses a fluoropolyether compound having an aromatic group at one end and a hydroxyl group at the other end.
- Patent Document 3 there is a compound having a perfluoropolyether main chain, an aromatic group and a hydroxyl group at the end of the molecule, and the aromatic group and the hydroxyl group are bonded to different carbon atoms, respectively. It is disclosed.
- Patent Document 4 discloses a fluoropolyether compound having an alkyl group at one end and a hydroxyl group at the other end.
- the magnetic recording and reproducing apparatus it is required to further reduce the flying height of the magnetic head. For this reason, it is required to further reduce the thickness of the lubricating layer in the magnetic recording medium.
- the thickness of the lubricating layer is reduced, the coverage of the lubricating layer tends to decrease, and the chemical resistance and the abrasion resistance of the magnetic recording medium tend to decrease.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to form a lubricating layer having excellent chemical substance resistance and abrasion resistance even when the thickness is thin, and to use suitably as a material of a lubricant for a magnetic recording medium. It is an object of the present invention to provide a fluorine-containing ether compound capable of Another object of the present invention is to provide a lubricant for a magnetic recording medium containing the fluorine-containing ether compound of the present invention. Another object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having excellent reliability and durability which has a lubricating layer containing the fluorine-containing ether compound of the present invention.
- the present inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems.
- an alkyl group which may have a substituent is disposed via a divalent linking group bonded to this alkyl group by etheric oxygen, and the perfluoropolyether chain
- two or three polar groups are contained, and each polar group is bonded to a different carbon atom, and carbon atoms to which the polar groups are bonded are carbon atoms to which polar groups are not bonded.
- the present invention has been conceived based on the finding that a fluorine-containing ether compound having a terminal group bonded via a linking group may be disposed. That is, the present invention relates to the following matters.
- a fluorine-containing ether compound represented by the following formula (1) represented by the following formula (1).
- R 1 is an alkyl group which may have a substituent
- R 2 is a divalent linking group which is bonded to R 1 by etheric oxygen
- R 3 is a perfluoropolyether
- R 4 is a chain different from R 1 -R 2 and contains two or three polar groups, each polar group being bonded to a different carbon atom, and the carbon to which the polar group is bonded
- the atoms are terminal groups which are linked via a linking group which comprises a carbon atom to which no polar group is linked.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- u is an average degree of polymerization and represents 1 to 30.
- v is an average degree of polymerization and represents 1 to 30.
- R 1 in the above formula (1) is an alkyl group in which part or all of hydrogen atoms are substituted with a halogen and / or an alkoxy group.
- a lubricant for a magnetic recording medium comprising the fluorine-containing ether compound according to any one of [1] to [9].
- a magnetic recording medium in which at least a magnetic layer, a protective layer, and a lubricating layer are sequentially provided on a substrate, wherein the lubricating layer is any one of [1] to [9].
- a magnetic recording medium comprising a fluorine ether compound.
- an average film thickness of the lubricating layer is 0.5 nm to 3 nm.
- the fluorine-containing ether compound of the present invention is suitable as a material of a lubricant for a magnetic recording medium. Since the lubricant for a magnetic recording medium of the present invention contains the fluorine-containing ether compound of the present invention, it can form a lubricating layer which can obtain excellent chemical substance resistance and abrasion resistance even when the thickness is thin. Since the magnetic recording medium of the present invention is provided with a lubricating layer having excellent chemical substance resistance and abrasion resistance, it has excellent reliability and durability.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a magnetic recording medium of the present invention.
- the fluorine-containing ether compound of the present invention the lubricant for a magnetic recording medium (hereinafter sometimes abbreviated as "lubricant") and the magnetic recording medium will be described in detail.
- lubricant for a magnetic recording medium
- the present invention is not limited to only the embodiments shown below.
- the present invention is not limited to only the following examples, and additions, omissions, substitutions, and changes can be made in number, amount, ratio, material, configuration, and the like within the scope of the present invention. is there.
- the fluorine-containing ether compound of the present embodiment is represented by the following formula (1).
- R 1 is an alkyl group which may have a substituent
- R 2 is a divalent linking group which is bonded to R 1 by etheric oxygen
- R 3 is a perfluoropolyether
- R 4 is a chain different from R 1 -R 2 and includes two or three polar groups, each polar group being bonded to a different carbon atom, and the carbon atom to which the polar group is bonded
- the end groups are connected to each other via a linking group containing a carbon atom to which a polar group is not linked.
- the fluorine-containing ether compound of this embodiment has R 2 at one end of a perfluoropolyether chain represented by R 3 (hereinafter sometimes abbreviated as “PFPE chain”) as shown in Formula (1).
- R 3 perfluoropolyether chain represented by R 3
- the alkyl group which may have a substituent represented by R 1 is disposed via the divalent linking group which is bonded to R 1 by the ether oxygen represented by The PFPE chain covers the surface of the protective layer and reduces the friction between the magnetic head and the protective layer in the lubricating layer containing the fluorine-containing ether compound of this embodiment.
- the alkyl group which may have a substituent represented by R 1 may be an intermolecular interaction of the alkyl group which may have a substituent, and / or an alkyl group which may have a substituent.
- the lubricating layer containing the fluorine-containing ether compound of the present embodiment is, for example, a lubricant containing a fluorine-containing ether compound in which a hydroxyl group is disposed instead of the alkyl group which may have a substituent represented by R 1.
- Excellent chemical resistance and abrasion resistance are obtained as compared to layers.
- an end group represented by R 4 is disposed at the end (other end) opposite to R 2 of the PFPE chain represented by R 3 in the formula (1).
- the end group represented by R 4 comprises two or three polar groups.
- the two or three polar groups contained in the terminal group represented by R 4 make the fluorine-containing ether compound and the protective layer in close contact with each other in the lubricating layer containing the fluorine-containing ether compound of the present embodiment, thereby achieving chemical resistance And improve the wear resistance and suppress the pickup.
- two or three polar groups contained in the end group represented by R 4 bond to different carbon atoms, respectively, and carbon atoms to which the polar groups are bonded are polar It is linked via a linking group which comprises a non-bonded carbon atom of the group.
- a linking group which comprises a non-bonded carbon atom of the group.
- the fluorine-containing ether compound having a terminal group represented by R 4 for example, two polar groups contained in the terminal group are bonded to different carbon atoms, and carbon atoms to which the polar groups are bonded are bonded to each other. It is difficult to aggregate as compared to the fluorinated ether compounds.
- the fluorine-containing ether compound existing without adhering (adsorbing) on the protective layer is aggregated and attached to the magnetic head as a foreign substance (smear) Can be prevented and the pickup is suppressed.
- the fluorine-containing ether compounds do not easily aggregate, the fluorine-containing ether compound in the lubricating layer is likely to be disposed in a state of being spread in the surface direction on the protective layer. Therefore, it is presumed that the lubricant containing the above-mentioned fluorine-containing ether compound can cover the surface of the protective layer with high coverage even when the thickness is reduced, and can form a lubricating layer having excellent chemical substance resistance.
- R 4 is a group different from R 1 -R 2 and includes two or three polar groups, and each polar group is different. It is a terminal group which is bonded to a carbon atom and the carbon atoms to which the polar group is bonded are bonded to each other via a linking group containing a carbon atom to which the polar group is not bonded.
- the terminal group represented by R 4 contributes to the adhesion between the protective layer to which the lubricant containing the fluorine-containing ether compound of this embodiment is applied and the lubricating layer formed by applying the lubricant.
- R 4 in the formula (1) can be appropriately selected according to the performance required for the lubricant containing a fluorine-containing ether compound.
- the fluorine-containing ether compound of the present embodiment represented by the formula (1) is an asymmetric compound in which different groups (R 1 and R 4 ) are bonded to both ends of the PFPE chain (R 3 ).
- R 1 and R 4 groups
- a compound in which the same end group is attached to both ends by the synergetic effect of groups (R 1 and R 4 ) having different functions respectively attached to molecule ends Excellent chemical resistance and abrasion resistance are obtained as compared with.
- Examples of the polar group in R 4 for example, a hydroxyl group, an amino group, and a carboxy group and a mercapto group.
- the ether bond (—O—) is not included in the polar group in R 4 .
- the polar group in the end group containing two or three polar groups of R 4 is preferably a hydroxyl group, since a lubricating layer containing a fluorine-containing ether compound having good adhesion to the protective layer can be obtained.
- R 4 in the formula (1) is preferably a terminal group of any of the following formulas (2-1) to (2-4). Such R 4 contributes to high adhesion and coverage between the protective layer to which the lubricant containing the fluorine-containing ether compound of the present embodiment is applied and the lubricating layer formed by applying the lubricant.
- p1 is 1 to 2.
- p2 is 1 to 5
- the distance between the hydroxyl groups in the terminal group represented by the formula (2-1) becomes appropriate, and the adhesion to the protective layer is excellent, and the coverage is High lubricating layer can be formed.
- p2 is preferably 1 to 2, and most preferably 1.
- s when s is 2 to 5, the distance between the hydroxyl group on the R 3 side and the terminal hydroxyl group is appropriate, and the adhesion to the protective layer is excellent, and the lubricating layer has a high coverage Can be formed.
- s is preferably 2 to 3, and most preferably 2.
- t when t is 1 to 5, the distance between the hydroxyl group on the R 3 side and the terminal hydroxyl group is appropriate, and the adhesion to the protective layer is excellent, and the lubricating layer has a high coverage Can be formed.
- t is preferably 1 to 2, and most preferably 1.
- R 3 is a perfluoropolyether chain (PFPE chain).
- the PFPE chain coats the surface of the protective layer when a lubricant containing a fluorine-containing ether compound is applied on the protective layer to form a lubricating layer, and imparts lubricity to the lubricating layer to protect the magnetic head and the protective layer. Reduce the friction with the layer.
- R 3 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the performance required for a lubricant containing a fluorine-containing ether compound.
- R 3 is preferably a PFPE chain represented by the following formula (3) because synthesis of a fluorine-containing ether compound is easy.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- the arrangement order of the repeating units (CF 2 —CF 2 —O) and (CF 2 —O) is not particularly limited.
- the number m of (CF 2 —CF 2 —O) showing the average polymerization degree in the formula (3) and the number n of (CF 2 —O) may be the same or different.
- Formula (3) includes any one of a random copolymer, a block copolymer, and an alternating copolymer consisting of monomer units (CF 2 —CF 2 —O) and (CF 2 —O). It may be.
- R 3 in Formula (1) is Formula (3)
- m is 1 to 30, preferably 1 to 20, and more preferably 1 to 15.
- n is 0 to 30, preferably 0 to 20, and more preferably 0 to 15.
- n is 0, m is preferably 1 to 17.
- R 3 may be the following Formula (4) or the following Formula (5).
- u is an average degree of polymerization and represents 1 to 30.
- u when u is 1 to 30, the number average molecular weight of the fluorine-containing ether compound of the present embodiment tends to be in the preferable range.
- u is preferably 3 to 20, and more preferably 4 to 10.
- v is an average degree of polymerization and represents 1 to 30.
- v is 1 to 30, the number average molecular weight of the fluorine-containing ether compound of the present embodiment tends to be in the preferable range.
- v is preferably 3 to 20, and more preferably 4 to 10.
- R 3 in the formula (1) is any one of the formulas (3) to (5)
- the synthesis of the fluorine-containing ether compound is easy and preferred.
- R 3 in the formula (1) is any one of the formulas (3) to (5)
- the number of oxygen atoms (ether bond (-O-)) relative to the number of carbon atoms in the perfluoropolyether chain And the arrangement of oxygen atoms in the perfluoropolyether chain. For this reason, it becomes a fluorine-containing ether compound which has moderate hardness. Therefore, the fluorine-containing ether compound coated on the protective layer is not easily aggregated on the protective layer, and a thinner lubricating layer can be formed with a sufficient coverage. Further, if R 3 in the formula (1) is an expression (3), since the raw material is easily available, and more preferred.
- R 1 in Formula (1) is an alkyl group which may have a substituent.
- the alkyl group represented by R 1 is preferably one having 1 to 8 carbon atoms, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group and an octyl group And may be linear or branched.
- the alkyl group represented by R 1 has a substituent
- substituents include a halogeno group and / or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.
- R 1 is an alkyl group having a substituent, it is preferably an alkyl group in which part or all of hydrogen atoms are substituted with halogen, and in particular, an alkyl group substituted in part or all with fluorine Is preferred.
- the alkyl group which may have a substituent represented by R 1 is a fluoro group-containing alkyl group, it becomes a fluorine-containing ether compound capable of forming a lubricating layer having more excellent abrasion resistance.
- alkyl group having a fluoro group specifically, for example, trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluoropentyl group, perfluorohexyl group, octafluoropentyl group Tridecafluorooctyl group, 1-methoxy-2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-hexyl group, 1-hydroxy-2,2,3,3,4,4, 5,5-octafluoro-hexyl group, 1-methoxy-1H, 1H, 11H, 11H-dodecafluoro-3,6, 9-trioxaundecane group, 1-hydroxy-1H, 1H, 11H, 11H-dodecafluo And 3,6,9-trioxaundecane group.
- an alkyl group having a fluoro group is particularly preferably a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, an octafluoropentyl group, a tridecafluorooctyl group, 1-methoxy-2,2,3, 3,4,4,5,5-octafluoro-hexyl group, 1-hydroxy-2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-hexyl group, 1-methoxy-1H, 1H, 11H, 11H-dodecafluoro-3,6,9-trioxaundecane group or 1-hydroxy-1H, 1H, 11H, 11H-11-Ddecafluoro-3,6,9-trioxaundecane group preferable.
- the alkyl group having a substituent represented by R 1 may be linear or branched.
- R 2 in the formula (1) is a divalent linking group which is linked to R 1 by ethereal oxygen (—O—).
- the divalent linking group represented by R 2 is not particularly limited as long as it binds to R 1 by etheric oxygen, and it depends on the performance required for a lubricant containing a fluorine-containing ether compound, etc. It can be selected appropriately.
- the divalent linking group represented by R 2 is for improving the adhesion between a protective layer to which a lubricant containing a fluorine-containing ether compound is applied and a lubricant layer formed by applying a lubricant. It is preferred to have two or more polar groups. As a polar group contained in a coupling group, a hydroxyl group, a carboxy group, an amino group, an amino carboxy group etc. are mentioned, for example, It is preferable that it is a hydroxyl group.
- the divalent linking group represented by R 2 contains at least one hydroxyl group
- the protective layer to which the lubricant is applied is formed of carbon or carbon containing nitrogen
- the adhesion to the lubricating layer containing the fluorine-containing ether compound is further improved.
- the number of polar groups in the linking group is not particularly limited, and may be one or more. It may be The number of polar groups contained in the linking group is preferably 4 or less in order to prevent the number average molecular weight of the fluorinated ether compound from becoming too large.
- the divalent linking group represented by R 2 preferably has 1 to 20 carbon atoms. It can prevent that the number average molecular weight of a fluorine-containing ether compound becomes too large that carbon atom number is 20 or less.
- the number of carbon atoms in the linking group is more preferably 3 to 12.
- R 2 in the formula (1) is preferably one represented by the following formula (6).
- w when w is 1 or more, when the divalent linking group represented by R 2 contains one or more hydroxyl groups, the adhesion between the protective layer and the lubricating layer becomes better. preferable. Moreover, when w is 4 or less, it can prevent that the number average molecular weight of a fluorine-containing ether compound becomes large too much, and is preferable. It is more preferable that w is 1 to 2.
- R 2 in the formula (1) may be —O— because the synthesis of the fluorine-containing ether compound is easy.
- the fluorine-containing ether compound of the present embodiment is preferably any compound represented by the following formulas (A) to (U).
- m and n in the formulas (A) to (N) and (P) to (U) and m in the formula (O) are values indicating the average degree of polymerization, and therefore are not necessarily integers.
- R 1 is an alkyl group having no substituent
- R 2 is a formula (6) and w is 1 and R 3 is a formula 3
- R 4 is a formula (2-1).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group
- R 2 is a formula (6) and w is 1 and R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-1).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group
- R 2 is an ether bond (—O—)
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-1).
- R 1 is an ethyl group
- R 2 is a formula (6)
- w is 1
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (I) 2-4).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group
- R 2 is a formula (6)
- w is 1
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-4).
- R 1 is an ethyl group
- R 2 is a formula (6)
- w is 1
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula 2-2
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group
- R 2 is a formula (6)
- w is 1
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is the equation (2-2).
- R 1 is an ethyl group
- R 2 is a formula (6)
- w is 1
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (M) 2-3).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group
- R 2 is a formula (6)
- w is 1 and R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-3).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group
- R 2 is a formula (6)
- w is 1 and R 3 is a formula (5)
- R 4 is a formula (2-1).
- R 1 is an alkyl group having an alkoxy group
- R 2 is a formula (6)
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2- 1).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group and an alkoxy group
- R 2 is a formula (6)
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-1).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group and an alkoxy group
- R 2 is a formula (6)
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-1).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group and a hydroxyl group
- R 2 is a formula (6)
- R 3 is a formula (3)
- R 4 Is the equation (2-1).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group and an alkoxy group
- R 2 is a formula (6)
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-1).
- R 1 is an alkyl group having a fluoro group and an alkoxy group
- R 2 is a formula (6)
- R 3 is a formula (3)
- R 4 is a formula (2-1).
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average degree of polymerization, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average polymerization degree, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- n each represent an average degree of polymerization, m represents 1 to 30, and n represents 0 to 30.
- the compound represented by the formula (1) is any of the compounds represented by the above formulas (A) to (U), the raw materials are easily obtainable, and the chemical resistance and the abrasion resistance are excellent even if the thickness is thin. Is preferable because it can form a lubricating layer that can be
- the fluorine-containing ether compound of the present embodiment preferably has a number average molecular weight (Mn) in the range of 500 to 10,000. If the number average molecular weight is 500 or more, the lubricant containing the fluorine-containing ether compound of the present embodiment becomes difficult to evaporate, and transfer of the lubricant to the magnetic head can be prevented.
- the number average molecular weight of the fluorine-containing ether compound is more preferably 1,000 or more. Further, when the number average molecular weight is 10000 or less, the viscosity of the fluorine-containing ether compound is appropriate, and by applying a lubricant containing this, a thin lubricating layer can be easily formed.
- the number average molecular weight of the fluorine-containing ether compound is preferably 3000 or less because it has a viscosity that is easy to handle when applied to a lubricant.
- the number average molecular weight (Mn) of the fluorine-containing ether compound is a value measured by 1 H-NMR and 19 F-NMR according to AVANCE III 400 manufactured by Bruker Biospin.
- NMR nuclear magnetic resonance
- the sample was diluted into a single or mixed solvent such as hexafluorobenzene, d-acetone, d-tetrahydrofuran and the like, and used for the measurement.
- the standard for 19 F-NMR chemical shift is -164.7 ppm for the hexafluorobenzene peak
- the standard for 1 H-NMR chemical shift is 2.2 ppm for the acetone peak.
- the manufacturing method of the fluorine-containing ether compound of this embodiment is not specifically limited, It can manufacture using a conventionally well-known manufacturing method.
- the fluorine-containing ether compound of the present embodiment can be produced, for example, using the production method shown below. First, a fluorine-based compound in which a hydroxymethyl group (—CH 2 OH) is arranged at each end of a perfluoropolyether chain corresponding to R 3 in the formula (1) is prepared.
- the hydroxyl group of the hydroxymethyl group disposed at one end of the fluorine compound is substituted with a group consisting of R 1 -R 2- in the formula (1) (first reaction). Thereafter, the hydroxyl group of the hydroxymethyl group disposed at the other end is substituted with the terminal group consisting of -R 4 in the formula (1) (second reaction).
- the first reaction and the second reaction can be carried out using a conventionally known method, and can be appropriately determined according to the types of R 1 , R 2 and R 4 in the formula (1). In addition, either of the first reaction and the second reaction may be performed first.
- the fluorine compound in which R 2 is the formula (6) and w is 1, generally, in the first reaction, the fluorine compound is reacted with an epoxy compound having a glycidyl group to obtain fluorine.
- the hydroxyl group of the compound is substituted with a group consisting of R 1 -R 2- in formula (1).
- the ethereal oxygen bonded to R 1 of R 2 is an oxygen atom to which a glycidyl group is bonded in the epoxy compound used in the first reaction.
- the epoxy compound used in the first reaction is a compound represented by the following formula (22)
- a bonding oxygen of —CH 2 of a glycidyl group is bonded to R 1 of R 2 It becomes ethereal oxygen.
- the compound represented by Formula (1) is obtained by the above method.
- a fluorine-containing ether compound in which R 2 is represented by the formula (6) it is preferable to produce using a epoxy compound.
- this epoxy compound although a commercial item can be purchased and used, it is possible to use an alcohol having a structure corresponding to an alkyl group which may have a substituent represented by R 1 of a fluorine-containing ether compound, It may be synthesized using hydrin or epibromohydrin.
- the fluorine-containing ether compound of the present embodiment is a compound represented by the above formula (1). Therefore, when a lubricating layer is formed on the protective layer using a lubricant containing the same, the surface of the protective layer is coated with the PFPE chain represented by R 3 in Formula (1), and the magnetic head and the protective layer are formed. The frictional force with is reduced. Further, in the lubricating layer formed using the lubricant containing the fluorine-containing ether compound of the present embodiment, the intermolecular interaction in the alkyl group which may have a substituent represented by R 1 and / or the alkyl group The interaction of the protective layer and the protective layer provides excellent wear resistance.
- the PFPE chain is adhered on the protective layer by the bond between the two or three polar groups of R 4 linked to the PFPE chain and the protective layer. Therefore, according to the fluorine-containing ether compound of the present embodiment, the lubricating layer and the protective layer are strongly bonded, and a lubricating layer having excellent chemical substance resistance and abrasion resistance can be obtained.
- the lubricant for a magnetic recording medium of the present embodiment contains the fluorine-containing ether compound represented by the formula (1).
- the lubricant according to the present embodiment needs to be a known material used as a lubricant material, as long as it does not impair the characteristics due to the inclusion of the fluorine-containing ether compound represented by the formula (1). They can be mixed and used accordingly.
- the known material used in admixture with the lubricant of the present embodiment preferably has a number average molecular weight of 1,000 to 10,000.
- the content of the fluorine-containing ether compound represented by the formula (1) in the lubricant of the present embodiment is preferably 50% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.
- the upper limit can be arbitrarily selected, but may be 99% by mass or less, 95% by mass or less, 90% by mass or less, or 85% by mass or less.
- the lubricant according to the present embodiment contains the fluorine-containing ether compound represented by the formula (1), so that the surface of the protective layer can be coated with a high coverage even when the thickness is reduced, and adhesion to the protective layer is obtained. An excellent lubricating layer can be formed. Therefore, according to the lubricant of the present embodiment, a lubricating layer having excellent chemical substance resistance and wear resistance can be obtained even if the thickness is thin.
- the lubricant according to the present embodiment contains the fluorine-containing ether compound represented by the formula (1), the fluorine-containing ether compound in the lubricant layer present without being adhered (adsorbed) to the protective layer is , Hard to clump. Therefore, it is possible to prevent the fluorine-containing ether compound from aggregating and adhering to the magnetic head as a foreign substance (smear), and the pickup is suppressed.
- the lubricant according to the present embodiment contains the fluorine-containing ether compound represented by the formula (1), the intermolecular in the alkyl group which may have a substituent represented by R 1 in the formula (1) The interaction and / or the interaction between the alkyl group and the protective layer results in a lubricating layer having excellent abrasion resistance.
- the magnetic recording medium of the present embodiment is one in which at least a magnetic layer, a protective layer, and a lubricating layer are sequentially provided on a substrate.
- one or more underlayers can be provided between the substrate and the magnetic layer, as necessary.
- an adhesion layer and / or a soft magnetic layer can be provided between the underlayer and the substrate.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred embodiment of the magnetic recording medium of the present invention.
- the magnetic recording medium 10 according to the present embodiment includes the adhesion layer 12, the soft magnetic layer 13, the first underlayer 14, the second underlayer 15, the magnetic layer 16, and the protective layer 17 on the substrate 11.
- the lubricating layer 18 and the lubricating layer 18 are sequentially provided.
- the substrate 11 can be selected arbitrarily.
- a nonmagnetic substrate or the like in which a film made of NiP or NiP alloy is formed on a substrate made of metal or alloy material such as Al or Al alloy can be preferably used as the base material 11.
- a nonmagnetic substrate made of a nonmetallic material such as glass, ceramics, silicon, silicon carbide, carbon, or resin may be used.
- a nonmagnetic substrate in which a film of NiP or NiP alloy is further formed on a substrate made of these nonmetallic materials may be used as the substrate 11.
- the adhesion layer 12 prevents the progress of corrosion of the substrate 11 that occurs when the substrate 11 and the soft magnetic layer 13 provided on the adhesion layer 12 are disposed in contact with each other.
- the material of the adhesion layer 12 can be selected arbitrarily, but can be appropriately selected from, for example, Cr, Cr alloy, Ti, Ti alloy, CrTi, NiAl, AlRu alloy and the like.
- the adhesion layer 12 can be formed, for example, by sputtering.
- the soft magnetic layer 13 can be selected arbitrarily, but preferably has a structure in which a first soft magnetic film, an intermediate layer made of a Ru film, and a second soft magnetic film are sequentially stacked. That is, the soft magnetic layer 13 has a structure in which the soft magnetic films on the upper and lower sides of the intermediate layer are anti-ferro coupled (AFC) coupled by sandwiching the intermediate layer made of Ru film between the two soft magnetic films. It is preferable to have.
- AFC anti-ferro coupled
- the soft magnetic layer 13 can be formed, for example, by sputtering.
- the first underlayer 14 is a layer for controlling the orientation and crystal size of the second underlayer 15 and the magnetic layer 16 provided thereon.
- Examples of the first underlayer 14 include a Cr layer, a Ta layer, a Ru layer, or CrMo, CoW, CrW, CrV, and CrTi alloy layers.
- the first underlayer 14 can be formed, for example, by sputtering.
- the second underlayer 15 is a layer that controls the orientation of the magnetic layer 16 to be good.
- the second underlayer 15 can be selected arbitrarily, but is preferably a layer made of Ru or a Ru alloy.
- the second underlayer 15 may be a layer consisting of a single layer or may be composed of a plurality of layers. When the second underlayer 15 is composed of a plurality of layers, all the layers may be composed of the same material, or at least one layer may be composed of different materials.
- the second underlayer 15 can be formed, for example, by sputtering.
- the magnetic layer 16 is made of a magnetic film in which the axis of easy magnetization is perpendicular or horizontal to the substrate surface.
- the magnetic layer 16 can be selected arbitrarily, but is preferably a layer containing Co and Pt, and a layer containing an oxide, Cr, B, Cu, Ta, Zr, etc. to further improve the SNR characteristics. May be Examples of the oxide contained in the magnetic layer 16 include SiO 2 , SiO, Cr 2 O 3 , CoO, Ta 2 O 3 , TiO 2 and the like.
- the magnetic layer 16 may be composed of one layer or may be composed of a plurality of magnetic layers composed of materials different in composition.
- the first magnetic layer contains Co, Cr, and Pt, and is further oxidized. It is preferable that it is a granular structure which consists of a material containing a thing.
- oxides such as Cr, Si, Ta, Al, Ti, Mg, and Co are preferably used. Among them, TiO 2 , Cr 2 O 3 , SiO 2 and the like can be particularly preferably used.
- the first magnetic layer is preferably made of a composite oxide in which two or more types of oxides are added. Among them, particularly, Cr 2 O 3 -SiO 2 , Cr 2 O 3 -TiO 2 , SiO 2 -TiO 2 and the like can be suitably used.
- the first magnetic layer may contain one or more elements selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re in addition to Co, Cr, Pt, and oxides. Can be included.
- the same material as the first magnetic layer can be used for the second magnetic layer.
- the second magnetic layer preferably has a granular structure.
- the third magnetic layer preferably has a non-granular structure made of a material containing Co, Cr, and Pt and containing no oxide.
- the third magnetic layer contains one or more elements selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, Re, and Mn in addition to Co, Cr, and Pt. be able to.
- the magnetic layer 16 is formed of a plurality of magnetic layers, it is preferable to provide a nonmagnetic layer between adjacent magnetic layers.
- the magnetic layer 16 is composed of three layers of the first magnetic layer, the second magnetic layer, and the third magnetic layer, the space between the first magnetic layer and the second magnetic layer, the second magnetic layer, and the third magnetic layer
- a nonmagnetic layer is provided between them.
- the nonmagnetic layer provided between the adjacent magnetic layers of the magnetic layer 16 is, for example, Ru, Ru alloy, CoCr alloy, CoCrX1 alloy (X1 is Pt, Ta, Zr, Re, Ru, Cu, Nb, Ni, Mn, And Ge, Si, O, N, W, Mo, Ti, V and B, each of which represents one or more elements selected).
- the nonmagnetic layer provided between the adjacent magnetic layers of the magnetic layer 16 it is preferable to use an alloy material containing an oxide, metal nitride or metal carbide.
- the oxide for example, it can be used SiO 2, Al 2 O 3, Ta 2 O 5, Cr 2 O 3, MgO, Y 2 O 3, TiO 2 or the like.
- the metal nitride for example, AlN, Si 3 N 4 , TaN, CrN or the like can be used.
- the metal carbide for example, TaC, BC, SiC or the like can be used.
- the nonmagnetic layer can be formed, for example, by sputtering.
- the magnetic layer 16 is preferably a magnetic layer of perpendicular magnetic recording in which the axis of easy magnetization is perpendicular to the substrate surface in order to realize higher recording density.
- the magnetic layer 16 may be in-plane magnetic recording.
- the magnetic layer 16 may be formed by any conventional known method such as vapor deposition, ion beam sputtering, magnetron sputtering, etc.
- the magnetic layer 16 is usually formed by sputtering.
- the protective layer 17 protects the magnetic layer 16.
- the protective layer 17 may be composed of one layer or may be composed of a plurality of layers. Examples of the material of the protective layer 17 include carbon, carbon containing nitrogen, silicon carbide and the like.
- a carbon-based protective layer can be preferably used, and in particular, an amorphous carbon protective layer is preferable. It is preferable that the protective layer 17 is a carbon-based protective layer, because the interaction with the polar group (particularly, hydroxyl group) contained in the fluorine-containing ether compound in the lubricating layer 18 is further enhanced.
- the adhesion between the carbon-based protective layer and the lubricating layer 18 can be achieved by using the carbon-based protective layer as hydrogenated carbon and / or nitrogenated carbon and adjusting the hydrogen content and / or the nitrogen content in the carbon-based protective layer. It is controllable.
- the hydrogen content in the carbon-based protective layer is preferably 3 to 20 atomic% as measured by hydrogen forward scattering (HFS).
- the nitrogen content in the carbon-based protective layer is preferably 4 to 15 atomic% when measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
- the hydrogen and / or nitrogen contained in the carbon-based protective layer need not be uniformly contained throughout the carbon-based protective layer.
- the carbon-based protective layer preferably contains, for example, nitrogen on the side of the lubricating layer 18 of the protective layer 17 and hydrogen on the side of the magnetic layer 16 of the protective layer 17. In this case, the adhesion between the magnetic layer 16 and the lubricating layer 18 and the carbon-based protective layer is further improved.
- the film thickness of the protective layer 17 is preferably 1 nm to 7 nm.
- the performance as the protective layer 17 is fully acquired as the film thickness of the protective layer 17 is 1 nm or more. It is preferable from the viewpoint of thinning of the protective layer 17 that the film thickness of the protective layer 17 is 7 nm or less.
- a film forming method of the protective layer 17 it is preferable to use a sputtering method using a target material containing carbon, a CVD (chemical vapor deposition) method using a hydrocarbon raw material such as ethylene or toluene, an IBD (ion beam evaporation) method or the like.
- a carbon-based protective layer is formed as the protective layer 17, the film can be formed, for example, by DC magnetron sputtering.
- an amorphous carbon protective layer by plasma CVD it is preferable to form an amorphous carbon protective layer by plasma CVD.
- the amorphous carbon protective layer formed by plasma CVD has a uniform surface and a small roughness.
- the lubricating layer 18 prevents the contamination of the magnetic recording medium 10. In addition, the lubricating layer 18 reduces the frictional force of the magnetic head of the magnetic recording and reproducing device sliding on the magnetic recording medium 10, and improves the durability of the magnetic recording medium 10.
- the lubricating layer 18 is preferably formed in contact with the protective layer 17 as shown in FIG.
- the lubricating layer 18 contains the above-mentioned fluorine-containing ether compound.
- the lubricating layer 18 is bonded to the protective layer 17 with high bond strength, particularly when the protective layer 17 disposed under the lubricating layer 18 is a carbon-based protective layer. As a result, even if the thickness of the lubricating layer 18 is thin, it is easy to obtain the magnetic recording medium 10 in which the surface of the protective layer 17 is covered with a high coverage, and the contamination of the surface of the magnetic recording medium 10 can be effectively prevented. .
- the average film thickness of the lubricating layer 18 can be arbitrarily selected, but is preferably 0.5 nm (5 ⁇ ) to 3 nm (30 ⁇ ), and more preferably 0.5 nm (5 ⁇ ) to 2 nm (20 ⁇ ).
- the average film thickness of the lubricating layer 18 is 0.5 nm or more, the lubricating layer 18 is formed in a uniform film thickness without being in the form of an island or a mesh. Therefore, the surface of the protective layer 17 can be coated at a high coverage rate by the lubricating layer 18. Further, by setting the average film thickness of the lubricating layer 18 to 3 nm or less, the lubricating layer 18 can be sufficiently thinned, and the flying height of the magnetic head can be sufficiently reduced.
- the surface of the protective layer 17 is not covered with the lubricating layer 18 at a sufficiently high coverage, environmental substances adsorbed on the surface of the magnetic recording medium 10 pass through the gaps of the lubricating layer 18 and under the lubricating layer 18. invade.
- the environmental substance that has invaded the lower layer of the lubricating layer 18 adsorbs and bonds with the protective layer 17 to form a contaminant.
- the contaminant adheres (transfers) to the magnetic head as a smear to damage the magnetic head or degrade the magnetic recording and reproducing characteristics of the magnetic recording and reproducing apparatus. .
- Examples of environmental substances that generate contaminants include siloxane compounds (cyclic siloxanes, linear siloxanes), ionic compounds, relatively high molecular weight hydrocarbons such as octacosan, and plasticizers such as dioctyl phthalate.
- a metal ion contained in an ionic impurity sodium ion, potassium ion, etc. can be mentioned, for example.
- an inorganic ion contained in an ionic impurity a chlorine ion, a bromine ion, a nitrate ion, a sulfate ion, ammonium ion etc. can be mentioned, for example.
- an organic substance ion contained in an ionic impurity an oxalate ion, a formate ion, etc. can be mentioned, for example.
- Method of forming lubricating layer As a method of forming the lubricating layer 18, for example, a magnetic recording medium in the middle of production in which each layer up to the protective layer 17 is formed on the substrate 11 is prepared, and a solution for forming a lubricating layer is coated on the protective layer 17; The method to dry is mentioned.
- the solution for forming a lubricant layer can be obtained by dispersing and dissolving the lubricant for a magnetic recording medium of the above-described embodiment in a solvent, as needed, to have a viscosity and a concentration suitable for the coating method.
- a solvent as needed, to have a viscosity and a concentration suitable for the coating method.
- the solvent used for the solution for forming a lubricant layer include fluorine-based solvents such as Bartrel (registered trademark) XF (trade name, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemicals), and the like.
- the method for applying the solution for forming a lubricating layer is not particularly limited, and examples thereof include spin coating, spraying, paper coating, and dipping.
- the dip method for example, the following method can be used. First, the substrate 11 on which each layer up to the protective layer 17 is formed is immersed in the lubricating layer forming solution placed in the immersion tank of the dip coating apparatus. Then, the substrate 11 is pulled up from the immersion tank at a predetermined speed. As a result, the lubricating layer forming solution is applied to the surface of the substrate 11 on the protective layer 17.
- the solution for forming a lubricating layer can be uniformly applied to the surface of the protective layer 17, and the lubricating layer 18 can be formed on the protective layer 17 with a uniform film thickness.
- the substrate 11 on which the lubricating layer 18 is formed is preferably subjected to heat treatment.
- heat treatment By heat treatment, the adhesion between the lubricating layer 18 and the protective layer 17 is improved, and the adhesion between the lubricating layer 18 and the protective layer 17 is improved.
- the heat treatment temperature is preferably 100 to 180 ° C. When the heat treatment temperature is 100 ° C. or more, the effect of improving the adhesion between the lubricating layer 18 and the protective layer 17 is sufficiently obtained. Moreover, the thermal decomposition of the lubricating layer 18 can be prevented by setting the heat treatment temperature to 180 ° C. or less.
- the heat treatment time is preferably 10 to 120 minutes.
- the magnetic recording medium 10 of the present embodiment is one in which at least a magnetic layer 16, a protective layer 17 and a lubricating layer 18 are sequentially provided on a substrate 11.
- the lubricating layer 18 containing the above-mentioned fluorine-containing ether compound is formed in contact with the protective layer 17.
- the lubricating layer 18 covers the surface of the protective layer 17 with a high coverage even if the thickness is small. Therefore, in the magnetic recording medium 10 of the present embodiment, environmental substances that generate contaminants such as ionic impurities are prevented from intruding from the gaps of the lubricating layer 18. Therefore, the magnetic recording medium 10 of the present embodiment is a medium in which the amount of contaminants present on the surface is small.
- the lubricating layer 18 in the magnetic recording medium 10 of the present embodiment is less likely to cause foreign matter (smear), and the pickup can be suppressed. Further, the lubricating layer 18 in the magnetic recording medium 10 of the present embodiment has excellent chemical substance resistance and wear resistance. Therefore, the magnetic recording medium 10 of the present embodiment has excellent reliability and durability.
- Example 1 The compound shown by the said Formula (A) was manufactured by the method shown below.
- the resulting reaction product was cooled to 25 ° C., neutralized with 0.5 mol / L hydrochloric acid, and extracted with Bartrel XF (hereinafter, Bartrel XF) manufactured by Mitsui Dupont Fluorochemicals, and the organic layer was washed with water. The organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate, the desiccant was filtered off, and the filtrate was concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 8.82 g of a compound represented by the following formula (8) as an intermediate.
- Bartrel XF Bartrel XF
- the solution after completion of the reaction was returned to room temperature, 20 g of a 10% hydrogen chloride / methanol solution was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour.
- the reaction solution was transferred to a beaker containing 70 mL of 8% aqueous sodium bicarbonate solution, and extracted twice with 200 mL of ethyl acetate.
- the organic layer was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate, the desiccant was filtered off, and the filtrate was concentrated.
- the residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 3.66 g of compound (A).
- Example 2 The same procedure as in Example 1 was performed, except that 1.56 g of a compound represented by the following formula (10) was used instead of the compound represented by the formula (7), to give 3.74 g of a compound (C) .
- Example 3 The same operation as in Example 1 is performed except that 3.46 g of a compound represented by the following formula (11) is used instead of the compound represented by the formula (7), and an intermediate represented by the following formula (12) The compound (F) 4.22 g was obtained via
- Example 4 The same procedure as in Example 1 was performed, except that 5.04 g of a compound represented by the following formula (13) was used instead of the compound represented by the formula (7), to obtain 4.61 g of a compound (G) .
- Example 5 The compound shown by the said Formula (H) was manufactured by the method shown below. HOCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) m 1 (CF 2 O) n 1 CF 2 CH 2 OH (m1 indicating the average polymerization degree in the formula is 4.5) in a 300 mL eggplant flask under a nitrogen gas atmosphere 20.0 g of a compound (number average molecular weight 1000, molecular weight distribution 1.1) represented by n1 indicating an average degree of polymerization, and 7.48 g of a compound represented by the following formula (14) 8.29 g of potassium carbonate and 60 mL of acetone were charged, and reacted under stirring for 24 hours under reflux.
- a compound represented by the following formula (14) 8.29 g of potassium carbonate and 60 mL of acetone were charged, and reacted under stirring for 24 hours under reflux.
- Example 6 Under a nitrogen gas atmosphere, 5.51 g of the compound represented by the formula (8), which is an intermediate synthesized in Example 1, 50 mL of t-butanol, and 0.76 g of epibromohydrin are charged in a 200 mL eggplant flask. Stir until uniform. 0.168 g of potassium tert-butoxide was added to this homogeneous solution, and the mixture was reacted at 70 ° C. with stirring for 6 hours. The resulting reaction product was cooled to 25 ° C., 50 mL of water was added, extraction was performed with Bartrel XF, the organic layer was washed with water and dried over anhydrous sodium sulfate. After the desiccant was filtered off, the filtrate was concentrated. The residue was purified by silica gel column chromatography to obtain 5.00 g of a compound represented by the formula (19) as an intermediate.
- Example 7 The same procedure as in Example 6 is performed, except that 6.44 g of the compound represented by the formula (12), which is an intermediate synthesized in Example 3, is used instead of the compound represented by the formula (8). 3.55 g of compounds (J) were obtained through the following formula (20) as an intermediate.
- Example 8 In a 100 mL pear-shaped flask under a nitrogen gas atmosphere, 5.00 g of the compound represented by the formula (19) which is an intermediate synthesized in Example 6, 28 mL of t-butanol, and 2,2,3,3-tetrafluorobutane, -Charged with 4.00 g of 1,4-diol and stirred until uniform. To this homogeneous solution, 0.168 g of potassium tert-butoxide was added, and the mixture was reacted by stirring at 70 ° C. for 6 hours. The obtained reaction product was cooled to 25 ° C.
- Example 9 The same procedures as in Example 8 are carried out except that 5.78 g of the compound represented by the formula (20), which is an intermediate synthesized in Example 7, is used instead of the compound represented by the formula (19). 3.31 g of compound (L) was obtained.
- Example 10 In a 500 mL eggplant flask, 3-butenyl acetate (12.0 g) and 100 mL of dichloromethane were charged and stirred at room temperature to obtain a homogeneous solution. To this homogeneous solution, 31.0 g of m-chloroperbenzoic acid was added under ice-cooling, and the mixture was stirred at the same temperature for 1 hour, and further stirred at room temperature for 10 hours. Thereafter, 20 mL of a saturated aqueous solution of sodium hydrogen carbonate and 20 mL of a saturated aqueous solution of sodium sulfite were added under ice cooling, and the mixture was stirred at the same temperature for 30 minutes.
- Example 11 The same procedure as in Example 10 is performed, except that 6.44 g of the compound represented by the formula (12), which is an intermediate synthesized in Example 3, is used instead of the compound represented by the formula (8). 3.72 g of compounds (N) were obtained.
- Example 12 HOCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) m 1 (CF 2 O) n 1 CF 2 CH 2 OH (m1 indicating the average polymerization degree in the formula is 4.5, n1 indicating the average polymerization degree is 4.
- the same operation as in Example 4 was carried out except using 20 g of the compound shown in 5.), to obtain 4.41 g of a compound (O).
- Example 13 The same procedure as in Example 1 was performed, except that 2.02 g of the compound represented by the above formula (22) was used instead of the compound represented by the formula (7), to obtain 3.84 g of a compound (P) .
- the compound represented by the above formula (22) was obtained by the reaction of 2-methoxyethoxymethyl chloride with glycidol in the presence of a base.
- Example 14 The same procedure as in Example 1 was performed, except that 5.76 g of a compound represented by the following formula (23) was used instead of the compound represented by the formula (7), to obtain 4.79 g of a compound (R) .
- the compound represented by the following formula (23) methylates one hydroxyl group of 1H, 1H, 11H, 11H-dodecafluoro-3,6,9-trioxaundecane-1,11-diol and the other hydroxyl group Obtained by reacting with epibromohydrin.
- Example 15 The compound represented by the above formula (23) instead of the compound represented by the formula (7), the compound represented by the above formula (18) instead of the compound represented by the formula (9), and 10% chloride The same operation as in Example 1 was carried out except using 10 mL of trifluoroacetic acid instead of 20 g of hydrogen / methanol solution, to obtain 4.44 g of a compound (T).
- Example 16 The same procedure as in Example 15 was performed, except that a compound represented by the following formula (24) was used instead of the compound represented by the formula (23), to obtain 4.51 g of a compound (U).
- Comparative example 1 A Fomblin Z-tetraol (molecular weight: about 2000) manufactured by Solvey Solexis, represented by the following formula (X), was used.
- Tables 1 and 2 show the structures of R 1 to R 4 when the compounds of Examples 1 to 16 thus obtained are applied to the formula (1). Further, the number average molecular weight (Mn) of the compounds of Examples 1 to 16 was determined by the measurement of 1 H-NMR and 19 F-NMR described above. The results are shown in Tables 1 and 2.
- a solution for forming a lubricating layer was prepared using the compounds obtained in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4 according to the following method. Then, using the obtained solution for forming a lubricant layer, the lubricant layer of the magnetic recording medium was formed by the following method, and magnetic recording media of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4 were obtained.
- Solid layer formation solution The compounds obtained in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4 are each dissolved in a fluorine-based solvent Bartrel (registered trademark) XF (trade name, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemicals) and coated on a protective layer. The solution was diluted with Bartrel so that the film thickness would be 9 ⁇ to 11 ⁇ , and used as a solution for forming a lubricant layer.
- Bartrel registered trademark
- XF trade name, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemicals
- Magnetic recording medium A magnetic recording medium was prepared in which an adhesion layer, a soft magnetic layer, a first underlayer, a second underlayer, a magnetic layer and a protective layer were sequentially provided on a substrate having a diameter of 65 mm.
- the protective layer was made of carbon.
- the lubricating layer forming solutions of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4 were respectively applied by dipping on the protective layer of the magnetic recording medium on which each layer up to the protective layer was formed. The dipping method was performed under the conditions of an immersion speed of 10 mm / sec, an immersion time of 30 sec, and a pulling speed of 1.2 mm / sec. Thereafter, the magnetic recording medium coated with the lubricating layer forming solution is placed in a 120 ° C. constant temperature bath and heated for 10 minutes to remove the solvent in the lubricating layer forming solution, thereby forming a lubricating layer on the protective layer. The magnetic recording medium was obtained.
- the film thickness of the lubricating layer of the magnetic recording media of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4 obtained in this manner was measured using FT-IR (trade name: Nicolet iS50, manufactured by Thermo Fisher Scientific). It was measured. The results are shown in Table 3.
- This evaluation method is an evaluation method for investigating the contamination of the magnetic recording medium by environmental substances that generate contaminants under a high temperature environment.
- Si ion was used as the environmental substance, and the Si adsorption amount was measured as the amount of the contaminant contaminating the magnetic recording medium generated by the environmental substance.
- the magnetic recording medium to be evaluated was held for 240 hours in the presence of a siloxane-based Si rubber under a high temperature environment of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 0%.
- the amount of Si adsorbed on the surface of the magnetic recording medium was analyzed and measured using secondary ion mass spectrometry (SIMS), and the degree of contamination with Si ions was evaluated as the amount of Si adsorbed.
- SIMS secondary ion mass spectrometry
- the evaluation of the Si adsorption amount was performed using the numerical value when the result of Comparative Example 2 is 1.00. The results are shown in Table 3.
- the Si adsorption amount is small even though the film thickness of the lubricating layer is thin compared to the magnetic recording media of Comparative Examples 1 to 4, under high temperature environment It has been found that the substance is less likely to be contaminated by environmental substances.
- the carbon atoms to which the hydroxyl group is bonded in R 4 when the compound (Y) forming the lubricating layer is applied to the formula (1) are carbons to which the hydroxyl group is not bonded. It is bonded via a linking group containing an atom.
- the compound forming the lubricating layer is an alkyl having R 1 optionally having a substituent when applied to Formula (1).
- R 1 optionally having a substituent when applied to Formula (1).
- abrasion resistance test was conducted on the magnetic recording media of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 4.
- abrasion resistance test Using a pin-on-disk friction and wear tester, a 2 mm diameter alumina ball as a contact is slid on the lubricating layer of the magnetic recording medium with a load of 40 gf and a sliding speed of 0.25 m / sec. The coefficient of friction of the surface of the And the sliding time until the friction coefficient of the surface of a lubricating layer increases rapidly was measured.
- the sliding time until the coefficient of friction sharply increased was measured four times for the lubricating layer of each magnetic recording medium, and the average value (time) was used as an indicator of the abrasion resistance of the lubricant coating.
- the results of the magnetic recording media using the compounds of Examples 1 to 16 and the compounds of Comparative Examples 1 to 4 are shown in Table 3.
- the evaluation of the friction coefficient increase time was as follows. ⁇ (excellent): 650 sec or more ⁇ (good): 550 sec or more and less than 650 sec ⁇ (acceptable): 450 sec or more and less than 550 sec x (impossible): less than 450 sec
- time until a friction coefficient increases rapidly can be used as a parameter
- the lubricating layer of the magnetic recording medium is worn by the use of the magnetic recording medium, and when the lubricating layer disappears, the contact and the protective layer are in direct contact with each other and the coefficient of friction is rapidly increased. is there. It is considered that the time until the present friction coefficient sharply increases is also correlated with the friction test.
- R 1 in the compound represented by the formula (1) forming the lubricating layer is an alkyl group which may have a substituent
- the present invention provides a fluorine-containing ether compound which can form a lubricating layer having excellent chemical substance resistance and abrasion resistance even if the thickness is thin, and can be suitably used as a material of a lubricant for a magnetic recording medium. it can.
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Abstract
下記式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を提供する。 R1-R2-CH2-R3-CH2-R4 (1) (式(1)中、R1は置換基を有してもよいアルキル基であり、R2はエーテル性酸素によってR1と結合する2価の連結基であり、R3はパーフルオロポリエーテル鎖であり、R4はR1-R2と異なる基であって2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。)
Description
本発明は、磁気記録媒体の潤滑剤用途に好適な含フッ素エーテル化合物、それを含む磁気記録媒体用潤滑剤および磁気記録媒体に関する。
本願は、2017年9月7日に、日本に出願された特願2017-172415号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2017年9月7日に、日本に出願された特願2017-172415号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
磁気記録再生装置の記録密度を向上させるために、高記録密度に適した磁気記録媒体の開発が進められている。
従来、磁気記録媒体として、基板上に記録層を形成し、記録層上にカーボン等の保護層を形成したものがある。保護層は、記録層に記録された情報を保護するとともに、磁気ヘッドの摺動性を高める。しかし、記録層上に保護層を設けただけでは、磁気記録媒体の耐久性は十分に得られない。このため、一般に、保護層の表面に潤滑剤を塗布して潤滑層を形成している。
従来、磁気記録媒体として、基板上に記録層を形成し、記録層上にカーボン等の保護層を形成したものがある。保護層は、記録層に記録された情報を保護するとともに、磁気ヘッドの摺動性を高める。しかし、記録層上に保護層を設けただけでは、磁気記録媒体の耐久性は十分に得られない。このため、一般に、保護層の表面に潤滑剤を塗布して潤滑層を形成している。
磁気記録媒体の潤滑層を形成する際に用いられる潤滑剤としては、例えば、CF2を含む繰り返し構造を有するフッ素系のポリマーの末端に、水酸基等の極性基を有する化合物を含有するものが提案されている(例えば、特許文献1~4参照)。
例えば、特許文献1には、両方の末端部分に複数のヒドロキシル基を有し、該ヒドロキシル基間の最短距離が3原子以上離れている置換基が配置された化合物が開示されている。また、特許文献2には、片方の末端に芳香族を有し、他方の末端に水酸基を有するフルオロポリエーテル化合物が開示されている。また、特許文献3には、パーフルオロポリエーテル主鎖を有し、分子の末端に芳香族基とヒドロキシル基を有し、芳香族基とヒドロキシル基はそれぞれ異なる炭素原子と結合している化合物が開示されている。また、特許文献4には、片方の末端にアルキル基を有し、他方の末端に水酸基を有するフルオロポリエーテル化合物が開示されている。
例えば、特許文献1には、両方の末端部分に複数のヒドロキシル基を有し、該ヒドロキシル基間の最短距離が3原子以上離れている置換基が配置された化合物が開示されている。また、特許文献2には、片方の末端に芳香族を有し、他方の末端に水酸基を有するフルオロポリエーテル化合物が開示されている。また、特許文献3には、パーフルオロポリエーテル主鎖を有し、分子の末端に芳香族基とヒドロキシル基を有し、芳香族基とヒドロキシル基はそれぞれ異なる炭素原子と結合している化合物が開示されている。また、特許文献4には、片方の末端にアルキル基を有し、他方の末端に水酸基を有するフルオロポリエーテル化合物が開示されている。
磁気記録再生装置においては、より一層、磁気ヘッドの浮上量を小さくすることが要求されている。このため、磁気記録媒体における潤滑層の厚みを、より薄くすることが求められている。
しかし、一般的に潤滑層の厚みを薄くすると、潤滑層の被覆性が低下して、磁気記録媒体の化学物質耐性および耐摩耗性が低下する傾向がある。
しかし、一般的に潤滑層の厚みを薄くすると、潤滑層の被覆性が低下して、磁気記録媒体の化学物質耐性および耐摩耗性が低下する傾向がある。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、厚みが薄くても優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成でき、磁気記録媒体用潤滑剤の材料として好適に用いることができる含フッ素エーテル化合物を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含む磁気記録媒体用潤滑剤を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層を有する優れた信頼性および耐久性を有する磁気記録媒体を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含む磁気記録媒体用潤滑剤を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層を有する優れた信頼性および耐久性を有する磁気記録媒体を提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。
その結果、パーフルオロポリエーテル鎖の一端に、置換基を有してもよいアルキル基を、このアルキル基とエーテル性酸素によって結合する2価の連結基を介して配置し、パーフルオロポリエーテル鎖の他端に、2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基を配置した含フッ素エーテル化合物とすればよいことを見出し、本発明を想到した。
すなわち、本発明は以下の事項に関する。
その結果、パーフルオロポリエーテル鎖の一端に、置換基を有してもよいアルキル基を、このアルキル基とエーテル性酸素によって結合する2価の連結基を介して配置し、パーフルオロポリエーテル鎖の他端に、2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基を配置した含フッ素エーテル化合物とすればよいことを見出し、本発明を想到した。
すなわち、本発明は以下の事項に関する。
[1] 下記式(1)で表されることを特徴とする含フッ素エーテル化合物。
R1-R2-CH2-R3-CH2-R4 (1)
(式(1)中、R1は置換基を有してもよいアルキル基であり、R2はエーテル性酸素によってR1と結合する2価の連結基であり、R3はパーフルオロポリエーテル鎖であり、R4はR1-R2と異なる基であって、2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。)
R1-R2-CH2-R3-CH2-R4 (1)
(式(1)中、R1は置換基を有してもよいアルキル基であり、R2はエーテル性酸素によってR1と結合する2価の連結基であり、R3はパーフルオロポリエーテル鎖であり、R4はR1-R2と異なる基であって、2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。)
[2]前記式(1)におけるR4の極性基が水酸基である[1]に記載の含フッ素エーテル化合物。
[3] 前記式(1)におけるR4は下記式(2-1)~(2-4)のいずれかの末端基である[1]または[2]に記載の含フッ素エーテル化合物。
[4] 前記式(1)におけるR3が、下記式(3)で表されることを特徴とする[1]~[3]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[5] 前記式(1)におけるR3が、下記式(4)または下記式(5)で表されることを特徴とする[1]~[3]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[6] 前記式(1)におけるR1が、ハロゲンおよび/またはアルコキシ基で水素原子の一部または全部が置換されたアルキル基であることを特徴とする[1]~[5]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[7] 前記式(1)におけるR2が、-O-または下記式(6)で表されることを特徴とする[1]~[6]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[8] 前記式(1)におけるR4が、3つの極性基を含むことを特徴とする[1]~[7]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[9] 数平均分子量が500~10000の範囲内である[1]~[8]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[9] 数平均分子量が500~10000の範囲内である[1]~[8]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[10] [1]~[9]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする磁気記録媒体用潤滑剤。
[11] 基板上に、少なくとも磁性層と、保護層と、潤滑層とが順次設けられた磁気記録媒体であって、前記潤滑層が、[1]~[9]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
[12] 前記潤滑層の平均膜厚が、0.5nm~3nmである[11]に記載の磁気記録媒体。
[12] 前記潤滑層の平均膜厚が、0.5nm~3nmである[11]に記載の磁気記録媒体。
本発明の含フッ素エーテル化合物は、磁気記録媒体用潤滑剤の材料として好適である。
本発明の磁気記録媒体用潤滑剤は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含むため、厚みが薄くても優れた化学物質耐性および耐摩耗性が得られる潤滑層を形成できる。
本発明の磁気記録媒体は、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層が設けられているものであるため、優れた信頼性および耐久性を有する。
本発明の磁気記録媒体用潤滑剤は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含むため、厚みが薄くても優れた化学物質耐性および耐摩耗性が得られる潤滑層を形成できる。
本発明の磁気記録媒体は、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層が設けられているものであるため、優れた信頼性および耐久性を有する。
以下、本発明の含フッ素エーテル化合物、磁気記録媒体用潤滑剤(以下、「潤滑剤」と略記する場合がある。)および磁気記録媒体について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態のみに限定されるものではない。例えば、本発明は以下の例のみに限定されることは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、数、量、比率、材料、構成等について、付加、省略、置換や、変更が可能である。
[含フッ素エーテル化合物]
本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、下記式(1)で表される。
R1-R2-CH2-R3-CH2-R4 (1)
(式(1)中、R1は置換基を有してもよいアルキル基であり、R2はエーテル性酸素によってR1と結合する2価の連結基であり、R3はパーフルオロポリエーテル鎖であり、R4はR1-R2と異なる基であって2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。)
本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、下記式(1)で表される。
R1-R2-CH2-R3-CH2-R4 (1)
(式(1)中、R1は置換基を有してもよいアルキル基であり、R2はエーテル性酸素によってR1と結合する2価の連結基であり、R3はパーフルオロポリエーテル鎖であり、R4はR1-R2と異なる基であって2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。)
ここで、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤を用いて、磁気記録媒体の保護層上に潤滑層を形成した場合に、厚みが薄くても、優れた化学物質耐性および耐摩耗性が得られる理由について説明する。
本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、式(1)に示すように、R3で表されるパーフルオロポリエーテル鎖(以下「PFPE鎖」と略記する場合がある。)の一端に、R2で表されるエーテル性酸素によってR1と結合する2価の連結基を介して、R1で表される置換基を有してもよいアルキル基が配置されている。PFPE鎖は、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層において、保護層の表面を被覆するとともに、磁気ヘッドと保護層との摩擦力を低減させる。また、R1で表される置換基を有してもよいアルキル基は、置換基を有してもよいアルキル基の分子間相互作用、および/または置換基を有してもよいアルキル基と保護層との相互作用により、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層における化学物質耐性および耐摩耗性を向上させる。したがって、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層は、例えば、R1で表される置換基を有してもよいアルキル基に代えて、水酸基が配置された含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層と比較して、優れた化学物質耐性および耐摩耗性が得られる。
また、式(1)のR3で表されるPFPE鎖のR2と反対側の端部(他端)には、R4で表される末端基が配置されている。R4で表される末端基は、2つまたは3つの極性基を含む。R4で表される末端基に含まれる2つまたは3つの極性基は、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層において、含フッ素エーテル化合物と保護層とを密着させて、化学物質耐性および耐摩耗性を向上させるとともに、ピックアップを抑制する。
また、上記の潤滑層では、R4で表される末端基に含まれる2つまたは3つの極性基が、それぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している。R4で表される末端基を有する含フッ素エーテル化合物は、例えば、末端基に含まれる2つの極性基が、それぞれ異なる炭素原子に結合し、極性基の結合している炭素原子同士が結合しているフッ素エーテル化合物と比較して、凝集しにくい。よって、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層では、保護層に密着(吸着)せずに存在している含フッ素エーテル化合物が凝集して、異物(スメア)として磁気ヘッドに付着することを防止でき、ピックアップが抑制される。また、含フッ素エーテル化合物同士が凝集しにくいため、潤滑層中の含フッ素エーテル化合物が、保護層上で面方向に広がって延在した状態で配置されやすい。よって、上記の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤では、厚みを薄くしても、高い被覆率で保護層の表面を被覆でき、優れた化学物質耐性を有する潤滑層を形成できると推定される。
式(1)で表される本実施形態の含フッ素エーテル化合物において、R4は、R1-R2と異なる基であって、2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している、末端基である。R4で表される末端基は、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤の塗布される保護層と、潤滑剤を塗布して形成した潤滑層との密着性に寄与する。式(1)におけるR4は、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤に求められる性能などに応じて適宜選択できる。
また、式(1)で表される本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、PFPE鎖(R3)の両末端にそれぞれ異なる基(R1、R4)が結合した非対称の化合物である。両末端にそれぞれ異なる基が結合している化合物では、分子末端にそれぞれ結合された異なる機能を有する基(R1、R4)の相乗効果によって、両末端に同じ末端基が結合している化合物と比較して、優れた化学物質耐性および耐摩耗性が得られる。
R4における極性基としては、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシ基およびメルカプト基などが挙げられる。なお、エーテル結合(-O-)は、R4における極性基には含まれない。
R4の2つまたは3つの極性基を含む末端基における極性基は、保護層との密着性が良好な含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層が得られるため、水酸基であることが好ましい。
R4の2つまたは3つの極性基を含む末端基における極性基は、保護層との密着性が良好な含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層が得られるため、水酸基であることが好ましい。
式(1)におけるR4は、下記式(2-1)~(2-4)のいずれかの末端基であることが好ましい。このようなR4は、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤の塗布される保護層と、潤滑剤を塗布して形成した潤滑層との高い密着性および被覆率に寄与する。
式(2-1)において、p1は1~2である。
式(2-1)において、p2が1~5である場合、式(2-1)で表される末端基中の水酸基間の距離が適正となり、保護層との密着性に優れ、被覆率の高い潤滑層を形成できるものとなる。p2は1~2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
式(2-1)において、p2が1~5である場合、式(2-1)で表される末端基中の水酸基間の距離が適正となり、保護層との密着性に優れ、被覆率の高い潤滑層を形成できるものとなる。p2は1~2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
式(2-2)において、sが2~5である場合、R3側の水酸基と末端の水酸基との間の距離が適正となり、保護層との密着性に優れ、被覆率の高い潤滑層を形成できるものとなる。sは2~3であることが好ましく、2であることが最も好ましい。
式(2-3)において、tが1~5である場合、R3側の水酸基と末端の水酸基との間の距離が適正となり、保護層との密着性に優れ、被覆率の高い潤滑層を形成できるものとなる。tは1~2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
式(2-4)において、qが2~5である場合、R3側の水酸基と末端の水酸基との間の距離が適正となり、保護層との密着性に優れ、被覆率の高い潤滑層を形成できるものとなる。qは2~3であることが好ましい。
式(1)中、R3はパーフルオロポリエーテル鎖(PFPE鎖)である。PFPE鎖は、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤を保護層上に塗布して潤滑層を形成した場合に、保護層の表面を被覆するとともに、潤滑層に潤滑性を付与して磁気ヘッドと保護層との摩擦力を低減させる。
R3は、特に限定されるものではなく、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤に求められる性能などに応じて適宜選択できる。
式(1)においてR3は、含フッ素エーテル化合物の合成が容易であるため、下記式(3)で表されるPFPE鎖であることが好ましい。
R3は、特に限定されるものではなく、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤に求められる性能などに応じて適宜選択できる。
式(1)においてR3は、含フッ素エーテル化合物の合成が容易であるため、下記式(3)で表されるPFPE鎖であることが好ましい。
式(3)において、繰り返し単位である(CF2-CF2-O)と(CF2-O)との配列順序には、特に制限はない。式(3)において平均重合度を示す(CF2-CF2-O)の数mと(CF2-O)の数nは同じであってもよいし、異なっていてもよい。式(3)は、モノマー単位(CF2-CF2-O)と(CF2-O)とからなるランダム共重合体、ブロック共重合体、及び、交互共重合体のいずれかを含むものであってもよい。
式(1)におけるR3が式(3)である場合、mは1~30であり、1~20であることが好ましく、さらに1~15であることが好ましい。式(1)においてR3が式(3)である場合、nは0~30であり、0~20であることが好ましく、さらに0~15であることが好ましい。また、nが0の場合、mは1~17であることが好ましい。
式(1)においてR3は、下記式(4)または下記式(5)であってもよい。
式(4)において、uが1~30である場合、本実施形態の含フッ素エーテル化合物の数平均分子量が好ましい範囲になりやすい。uは3~20であることが好ましく、4~10であることがより好ましい。
式(5)において、vが1~30である場合、本実施形態の含フッ素エーテル化合物の数平均分子量が好ましい範囲になりやすい。vは3~20であることが好ましく、4~10であることがより好ましい。
式(1)におけるR3が、式(3)~式(5)のいずれかである場合、含フッ素エーテル化合物の合成が容易であり好ましい。また、式(1)におけるR3が、式(3)~式(5)のいずれかである場合、パーフルオロポリエーテル鎖中の炭素原子数に対する酸素原子数(エーテル結合(-O-)数)の割合と、パーフルオロポリエーテル鎖中の酸素原子の配置が適正となる。このため、適度な硬さを有する含フッ素エーテル化合物となる。よって、保護層上に塗布された含フッ素エーテル化合物が、保護層上で凝集しにくく、より一層厚みの薄い潤滑層を十分な被覆率で形成できる。また、式(1)におけるR3が式(3)である場合、原料入手が容易であるため、より好ましい。
式(1)におけるR1は、置換基を有してもよいアルキル基である。
R1で表されるアルキル基としては、炭素数1~8のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられ、直鎖であってもよいし、分岐を有していてもよい。
R1で表されるアルキル基としては、炭素数1~8のものが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられ、直鎖であってもよいし、分岐を有していてもよい。
R1で表されるアルキル基が置換基を有する場合、置換基としては、例えば、ハロゲノ基、および/または炭素数1~8のアルコキシ基などが挙げられる。R1が置換基を有するアルキル基である場合、ハロゲンで水素原子の一部または全部が置換されたアルキル基であることが好ましく、特にフッ素で一部または全部が置換されたアルキル基であることが好ましい。R1で表される置換基を有してもよいアルキル基が、フルオロ基を有するアルキル基であると、より優れた耐摩耗性を有する潤滑層を形成できる含フッ素エーテル化合物となる。
フルオロ基を有するアルキル基としては、具体的には、例えば、トリフロロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、オクタフルオロペンチル基、トリデカフロオロオクチル基、1-メトキシ-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-ヘキシル基、1-ヒドロキシ-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-ヘキシル基、1-メトキシ-1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン基、1-ヒドロキシ-1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン基などが挙げられる。
これらの中でも特に、フルオロ基を有するアルキル基は、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、オクタフルオロペンチル基、トリデカフロオロオクチル基、1-メトキシ-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-ヘキシル基、1-ヒドロキシ-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-ヘキシル基、1-メトキシ-1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン基、1-ヒドロキシ-1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン基のいずれかであることが好ましい。
R1で表される置換基を有するアルキル基は、直鎖であってもよいし、分岐を有していてもよい。
これらの中でも特に、フルオロ基を有するアルキル基は、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、オクタフルオロペンチル基、トリデカフロオロオクチル基、1-メトキシ-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-ヘキシル基、1-ヒドロキシ-2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロ-ヘキシル基、1-メトキシ-1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン基、1-ヒドロキシ-1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン基のいずれかであることが好ましい。
R1で表される置換基を有するアルキル基は、直鎖であってもよいし、分岐を有していてもよい。
式(1)におけるR2は、エーテル性酸素(-O-)によってR1と結合する2価の連結基である。R2で表される2価の連結基は、エーテル性酸素によってR1と結合するものであれば特に限定されるものではなく、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤に求められる性能などに応じて適宜選択できる。
R2で表される2価の連結基は、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤の塗布される保護層と、潤滑剤を塗布して形成した潤滑層との密着性を向上させるために、1つ以上の極性基を有することが好ましい。連結基に含まれる極性基としては、例えば、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アミノカルボキシ基などが挙げられ、水酸基であることが好ましい。R2で表される2価の連結基が少なくとも1つの水酸基を含むものであると、特に、潤滑剤の塗布される保護層が、炭素または窒素を含む炭素で形成されている場合に、保護層と含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層との密着性がより一層向上する。
R2で表される2価の連結基が1つ以上の極性基を有する場合、連結基の有する極性基の数は、特に限定されるものではなく、1つであってもよいし、複数であってもよい。連結基の有する極性基の数は、含フッ素エーテル化合物の数平均分子量が大きくなりすぎることを防止するために、4つ以下であることが好ましい。
式(1)において、R2で表される2価の連結基は、炭素原子数が1~20のものあることが好ましい。炭素原子数が20以下であると、含フッ素エーテル化合物の数平均分子量が大きくなりすぎることを防止できる。連結基の炭素原子数は、3~12であることがより好ましい。
式(1)におけるR2は、具体的には、下記式(6)で表されるものであることが好ましい。
式(1)におけるR2は、具体的には、下記式(6)で表されるものであることが好ましい。
式(6)において、wが1以上であると、R2で表される2価の連結基が1つ以上の水酸基を含むことにより、保護層と潤滑層との密着性がより良好となり、好ましい。また、wが4以下である場合、含フッ素エーテル化合物の数平均分子量が大きくなりすぎることを防止でき、好ましい。wは1~2であることがより好ましい。
式(1)におけるR2は、含フッ素エーテル化合物の合成が容易であるため、-O-であってもよい。
本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、具体的には下記式(A)~(U)で表されるいずれかの化合物であることが好ましい。なお、式(A)~(N)、(P)~(U)中のm、n、および式(O)中のmは、平均重合度を示す値であるため、必ずしも整数とはならない。
式(A)~(D)で表される化合物は、R1が置換基を有さないアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(E)~(G)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(A)~(D)で表される化合物は、R1が置換基を有さないアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(E)~(G)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(H)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2がエーテル結合(-O-)であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(I)で表される化合物は、R1がエチル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-4)である。
式(J)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-4)である。
式(I)で表される化合物は、R1がエチル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-4)である。
式(J)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-4)である。
式(K)で表される化合物は、R1がエチル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-2)である。
式(L)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-2)である。
式(M)で表される化合物は、R1がエチル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-3)である。
式(N)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-3)である。
式(O)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(5)であり、R4が式(2-1)である。
式(L)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-2)である。
式(M)で表される化合物は、R1がエチル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-3)である。
式(N)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-3)である。
式(O)で表される化合物は、R1がフルオロ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であってwが1であり、R3が式(5)であり、R4が式(2-1)である。
式(P)で表される化合物は、R1がアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(Q)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(R)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(S)で表される化合物は、R1がフルオロ基と水酸基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(T)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(U)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(Q)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(R)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(S)で表される化合物は、R1がフルオロ基と水酸基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(T)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
式(U)で表される化合物は、R1がフルオロ基とアルコキシ基を有するアルキル基であり、R2が式(6)であり、であり、R3が式(3)であり、R4が式(2-1)である。
(式(O)中、vは平均重合度を示し、vは1~30を表す。)
(式(P)中、m、nは平均重合度を示し、mは1~30を表し、nは0~30を表す。)
(式(Q)中、m、nは平均重合度を示し、mは1~30を表し、nは0~30を表す。)
(式(R)中、m、nは平均重合度を示し、mは1~30を表し、nは0~30を表す。)
(式(S)中、m、nは平均重合度を示し、mは1~30を表し、nは0~30を表す。)
(式(T)中、m、nは平均重合度を示し、mは1~30を表し、nは0~30を表す。)
(式(U)中、m、nは平均重合度を示し、mは1~30を表し、nは0~30を表す。)
式(1)で表わされる化合物が上記式(A)~(U)で表されるいずれかの化合物であると、原料が入手しやすく、厚みが薄くても優れた化学物質耐性および耐摩耗性が得られる潤滑層を形成できるため好ましい。
本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、数平均分子量(Mn)が500~10000の範囲内であることが好ましい。数平均分子量が500以上であると、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤が蒸散しにくいものとなり、潤滑剤が蒸散して磁気ヘッドに移着することを防止できる。含フッ素エーテル化合物の数平均分子量は、1000以上であることがより好ましい。また、数平均分子量が10000以下であると、含フッ素エーテル化合物の粘度が適正なものとなり、これを含む潤滑剤を塗布することによって、容易に厚みの薄い潤滑層を形成できる。含フッ素エーテル化合物の数平均分子量は、潤滑剤に適用した場合に扱いやすい粘度となるため、3000以下であることが好ましい。
含フッ素エーテル化合物の数平均分子量(Mn)は、ブルカー・バイオスピン社製AVANCEIII400による1H-NMRおよび19F-NMRによって測定された値である。NMR(核磁気共鳴)の測定において、試料をヘキサフルオロベンゼン、d-アセトン、d-テトラヒドロフランなどの単独または混合溶媒へ希釈し、測定に使用した。19F-NMRケミカルシフトの基準は、ヘキサフルオロベンゼンのピークを-164.7ppmとし、1H-NMRケミカルシフトの基準は、アセトンのピークを2.2ppmとした。
「製造方法」
本実施形態の含フッ素エーテル化合物の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の製造方法を用いて製造できる。本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、例えば、以下に示す製造方法を用いて製造できる。
まず、式(1)におけるR3に対応するパーフルオロポリエーテル鎖の両末端に、それぞれヒドロキシメチル基(-CH2OH)が配置されたフッ素系化合物を用意する。
本実施形態の含フッ素エーテル化合物の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の製造方法を用いて製造できる。本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、例えば、以下に示す製造方法を用いて製造できる。
まず、式(1)におけるR3に対応するパーフルオロポリエーテル鎖の両末端に、それぞれヒドロキシメチル基(-CH2OH)が配置されたフッ素系化合物を用意する。
次いで、前記フッ素系化合物の一方の末端に配置されたヒドロキシメチル基の水酸基を、式(1)におけるR1-R2-からなる基に置換する(第1反応)。その後、他方の末端に配置されたヒドロキシメチル基の水酸基を、式(1)における-R4からなる末端基に置換する(第2反応)。
第1反応および第2反応は、従来公知の方法を用いて行うことができ、式(1)におけるR1、R2、R4の種類などに応じて適宜決定できる。また、第1反応と第2反応のうち、どちらの反応を先に行ってもよい。
第1反応および第2反応は、従来公知の方法を用いて行うことができ、式(1)におけるR1、R2、R4の種類などに応じて適宜決定できる。また、第1反応と第2反応のうち、どちらの反応を先に行ってもよい。
例えば、R2が式(6)であってwが1である含フッ素エーテル化合物を製造する場合、通常、第1反応において、フッ素系化合物とグリシジル基を有するエポキシ化合物とを反応させて、フッ素系化合物の水酸基を式(1)におけるR1-R2-からなる基に置換する。この場合、製造後の含フッ素エーテル化合物において、R2のR1と結合しているエーテル性酸素は、第1反応に使用したエポキシ化合物において、グリシジル基が結合していた酸素原子である。例えば、第1反応に使用したエポキシ化合物が、下記式(22)で示される化合物である場合、グリシジル基の有する-CH2の結合している酸素が、R2のR1と結合しているエーテル性酸素となる。
以上の方法により、式(1)で表される化合物が得られる。
以上の方法により、式(1)で表される化合物が得られる。
本実施形態において、R2が式(6)で表される含フッ素エーテル化合物を製造する場合、エポキシ化合物を用いて製造することが好ましい。このエポキシ化合物としては、市販品を購入して用いることもできるが、含フッ素エーテル化合物のR1で表される置換基を有してもよいアルキル基に対応する構造を有するアルコールと、エピクロロヒドリンまたはエピブロモヒドリンとを用いて合成してもよい。
本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、上記式(1)で表される化合物である。したがって、これを含む潤滑剤を用いて保護層上に潤滑層を形成すると、式(1)においてR3で表されるPFPE鎖によって、保護層の表面が被覆されるとともに、磁気ヘッドと保護層との摩擦力が低減される。また、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤を用いて形成した潤滑層では、R1で表される置換基を有してもよいアルキル基における分子間相互作用および/または該アルキル基と保護層との相互作用により、優れた耐摩耗性が得られる。
また、本実施形態の含フッ素エーテル化合物では、PFPE鎖が、PFPE鎖に連結されたR4の有する2つまたは3つの極性基と保護層との結合によって、保護層上に密着される。したがって、本実施形態の含フッ素エーテル化合物によれば、潤滑層と保護層とが強固に結合され、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層が得られる。
[磁気記録媒体用潤滑剤]
本実施形態の磁気記録媒体用潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含む。
本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むことによる特性を損なわない範囲内であれば、潤滑剤の材料として使用されている公知の材料を、必要に応じて混合して用いることができる。
本実施形態の磁気記録媒体用潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含む。
本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むことによる特性を損なわない範囲内であれば、潤滑剤の材料として使用されている公知の材料を、必要に応じて混合して用いることができる。
公知の材料の具体例としては、例えば、FOMBLIN(登録商標) ZDIAC、FOMBLIN ZDEAL、FOMBLIN AM-2001(以上、Solvay Solexis社製)、Moresco A20H(Moresco社製)などが挙げられる。本実施形態の潤滑剤と混合して用いる公知の材料は、数平均分子量が1000~10000であることが好ましい。
本実施形態の潤滑剤が、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物の他の材料を含む場合、本実施形態の潤滑剤中の式(1)で表される含フッ素エーテル化合物の含有量が50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。上限は任意に選択できるが、例を挙げれば、99質量%以下であっても良く、95質量%以下であっても良く、90質量%以下や、85質量%以下であっても良い。
本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むため、厚みを薄くしても、高い被覆率で保護層の表面を被覆でき、保護層との密着性に優れる潤滑層を形成できる。よって、本実施形態の潤滑剤によれば、厚みが薄くても、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層が得られる。
また、本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むため、保護層に密着(吸着)せずに存在している潤滑剤層中の含フッ素エーテル化合物が、凝集しにくい。よって、含フッ素エーテル化合物が凝集して、異物(スメア)として磁気ヘッドに付着することを防止でき、ピックアップが抑制される。
また、本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むため、式(1)におけるR1で表される置換基を有してもよいアルキル基における分子間相互作用および/または該アルキル基と保護層との相互作用により、優れた耐摩耗性を有する潤滑層が得られる。
また、本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むため、式(1)におけるR1で表される置換基を有してもよいアルキル基における分子間相互作用および/または該アルキル基と保護層との相互作用により、優れた耐摩耗性を有する潤滑層が得られる。
[磁気記録媒体]
本実施形態の磁気記録媒体は、基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられたものである。
本実施形態の磁気記録媒体では、基板と磁性層との間に、必要に応じて1層または2層以上の下地層を設けることができる。また、下地層と基板との間に付着層および/または軟磁性層を設けることもできる。
本実施形態の磁気記録媒体は、基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられたものである。
本実施形態の磁気記録媒体では、基板と磁性層との間に、必要に応じて1層または2層以上の下地層を設けることができる。また、下地層と基板との間に付着層および/または軟磁性層を設けることもできる。
図1は、本発明の磁気記録媒体の好ましい一実施形態を示した概略断面図である。
本実施形態の磁気記録媒体10は、基板11上に、付着層12と、軟磁性層13と、第1下地層14と、第2下地層15と、磁性層16と、保護層17と、潤滑層18とが順次設けられた構造をなしている。
本実施形態の磁気記録媒体10は、基板11上に、付着層12と、軟磁性層13と、第1下地層14と、第2下地層15と、磁性層16と、保護層17と、潤滑層18とが順次設けられた構造をなしている。
「基板」
基板11は、任意に選択できる。基材11としては、例えば、AlもしくはAl合金などの金属または合金材料からなる基体上に、NiPまたはNiP合金からなる膜が形成された、非磁性基板等を好ましく用いることができる。
また、基板11としては、ガラス、セラミックス、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン、樹脂などの非金属材料からなる非磁性基板を用いてもよい。これらの非金属材料からなる基体上に、さらにNiPまたはNiP合金の膜を形成した非磁性基板を、基板11として用いてもよい。
基板11は、任意に選択できる。基材11としては、例えば、AlもしくはAl合金などの金属または合金材料からなる基体上に、NiPまたはNiP合金からなる膜が形成された、非磁性基板等を好ましく用いることができる。
また、基板11としては、ガラス、セラミックス、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン、樹脂などの非金属材料からなる非磁性基板を用いてもよい。これらの非金属材料からなる基体上に、さらにNiPまたはNiP合金の膜を形成した非磁性基板を、基板11として用いてもよい。
「付着層」
付着層12は、基板11と、付着層12上に設けられる軟磁性層13とを接して配置した場合に生じる、基板11の腐食の進行を防止する。
付着層12の材料は、任意に選択できるが、例えば、Cr、Cr合金、Ti、Ti合金、CrTi、NiAl、AlRu合金等から適宜選択できる。付着層12は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
付着層12は、基板11と、付着層12上に設けられる軟磁性層13とを接して配置した場合に生じる、基板11の腐食の進行を防止する。
付着層12の材料は、任意に選択できるが、例えば、Cr、Cr合金、Ti、Ti合金、CrTi、NiAl、AlRu合金等から適宜選択できる。付着層12は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「軟磁性層」
軟磁性層13は、任意に選択できるが、第1軟磁性膜と、Ru膜からなる中間層と、第2軟磁性膜とが順に積層された構造を有していることが好ましい。すなわち、軟磁性層13は、2層の軟磁性膜の間にRu膜からなる中間層を挟み込むことによって、中間層の上下の軟磁性膜がアンチ・フェロ・カップリング(AFC)結合した構造を有していることが好ましい。
軟磁性層13は、任意に選択できるが、第1軟磁性膜と、Ru膜からなる中間層と、第2軟磁性膜とが順に積層された構造を有していることが好ましい。すなわち、軟磁性層13は、2層の軟磁性膜の間にRu膜からなる中間層を挟み込むことによって、中間層の上下の軟磁性膜がアンチ・フェロ・カップリング(AFC)結合した構造を有していることが好ましい。
第1軟磁性膜および第2軟磁性膜の材料としては、CoZrTa合金、CoFe合金などが挙げられる。
第1軟磁性膜および第2軟磁性膜に使用されるCoFe合金には、Zr、Ta、Nbの何れかを添加することが好ましい。これにより、第1軟磁性膜および第2軟磁性膜の非晶質化が促進され、第1下地層(シード層)の配向性を向上させることが可能になるとともに、磁気ヘッドの浮上量を低減することが可能となる。
軟磁性層13は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
第1軟磁性膜および第2軟磁性膜に使用されるCoFe合金には、Zr、Ta、Nbの何れかを添加することが好ましい。これにより、第1軟磁性膜および第2軟磁性膜の非晶質化が促進され、第1下地層(シード層)の配向性を向上させることが可能になるとともに、磁気ヘッドの浮上量を低減することが可能となる。
軟磁性層13は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「第1下地層」
第1下地層14は、その上に設けられる第2下地層15および磁性層16の配向や結晶サイズを制御するための層である。
第1下地層14としては、例えば、Cr層、Ta層、Ru層、あるいはCrMo,CoW,CrW,CrV,CrTi合金層などが挙げられる。
第1下地層14は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
第1下地層14は、その上に設けられる第2下地層15および磁性層16の配向や結晶サイズを制御するための層である。
第1下地層14としては、例えば、Cr層、Ta層、Ru層、あるいはCrMo,CoW,CrW,CrV,CrTi合金層などが挙げられる。
第1下地層14は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「第2下地層」
第2下地層15は、磁性層16の配向が良好になるように制御する層である。第2下地層15は任意に選択できるが、RuまたはRu合金からなる層であることが好ましい。
第2下地層15は、1層からなる層であってもよいし、複数層から構成されていてもよい。第2下地層15が複数層からなる場合、全ての層が同じ材料から構成されていてもよいし、少なくとも一層が異なる材料から構成されていてもよい。
第2下地層15は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
第2下地層15は、磁性層16の配向が良好になるように制御する層である。第2下地層15は任意に選択できるが、RuまたはRu合金からなる層であることが好ましい。
第2下地層15は、1層からなる層であってもよいし、複数層から構成されていてもよい。第2下地層15が複数層からなる場合、全ての層が同じ材料から構成されていてもよいし、少なくとも一層が異なる材料から構成されていてもよい。
第2下地層15は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「磁性層」
磁性層16は、磁化容易軸が基板面に対して垂直または水平方向を向いた磁性膜からなる。磁性層16は任意に選択できるが、好ましくは、CoとPtを含む層であり、さらにSNR特性を改善するために、酸化物や、Cr、B、Cu、Ta、Zr等を含む層であってもよい。
磁性層16に含有される酸化物としては、SiO2、SiO、Cr2O3、CoO、Ta2O3、TiO2等が挙げられる。
磁性層16は、磁化容易軸が基板面に対して垂直または水平方向を向いた磁性膜からなる。磁性層16は任意に選択できるが、好ましくは、CoとPtを含む層であり、さらにSNR特性を改善するために、酸化物や、Cr、B、Cu、Ta、Zr等を含む層であってもよい。
磁性層16に含有される酸化物としては、SiO2、SiO、Cr2O3、CoO、Ta2O3、TiO2等が挙げられる。
磁性層16は、1層から構成されていてもよいし、組成の異なる材料からなる複数の磁性層から構成されていてもよい。
例えば、磁性層16が、下から順に積層された第1磁性層と第2磁性層と第3磁性層の3層からなる場合、第1磁性層は、Co、Cr、Ptを含み、さらに酸化物を含んだ材料からなるグラニュラー構造であることが好ましい。第1磁性層に含有される酸化物としては、例えば、Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co等の酸化物を用いることが好ましい。その中でも、特に、TiO2、Cr2O3、SiO2等を好適に用いることができる。また、第1磁性層は、酸化物を2種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも、特に、Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、SiO2-TiO2等を好適に用いることができる。
例えば、磁性層16が、下から順に積層された第1磁性層と第2磁性層と第3磁性層の3層からなる場合、第1磁性層は、Co、Cr、Ptを含み、さらに酸化物を含んだ材料からなるグラニュラー構造であることが好ましい。第1磁性層に含有される酸化物としては、例えば、Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co等の酸化物を用いることが好ましい。その中でも、特に、TiO2、Cr2O3、SiO2等を好適に用いることができる。また、第1磁性層は、酸化物を2種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも、特に、Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、SiO2-TiO2等を好適に用いることができる。
第1磁性層は、Co、Cr、Pt、酸化物の他に、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Reの中から選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。
第2磁性層には、第1磁性層と同様の材料を用いることができる。第2磁性層は、グラニュラー構造であることが好ましい。
第2磁性層には、第1磁性層と同様の材料を用いることができる。第2磁性層は、グラニュラー構造であることが好ましい。
第3磁性層は、Co、Cr、Ptを含み、酸化物を含まない材料からなる非グラニュラー構造であることが好ましい。第3磁性層は、Co、Cr、Ptの他に、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re、Mnの中から選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。
磁性層16が複数の磁性層で形成されている場合、隣接する磁性層の間には、非磁性層を設けることが好ましい。磁性層16が、第1磁性層と第2磁性層と第3磁性層の3層からなる場合、第1磁性層と第2磁性層との間と、第2磁性層と第3磁性層との間に、非磁性層を設けることが好ましい。
磁性層16の隣接する磁性層間に設けられる非磁性層は、例えば、Ru、Ru合金、CoCr合金、CoCrX1合金(X1は、Pt、Ta、Zr、Re,Ru、Cu、Nb、Ni、Mn、Ge、Si、O、N、W、Mo、Ti、V、Bの中から選ばれる1種または2種以上の元素を表す。)等を好適に用いることができる。
磁性層16の隣接する磁性層間に設けられる非磁性層には、酸化物、金属窒化物、または金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、SiO2、Al2O3、Ta2O5、Cr2O3、MgO、Y2O3、TiO2等を用いることができる。金属窒化物として、例えば、AlN、Si3N4、TaN、CrN等を用いることができる。金属炭化物として、例えば、TaC、BC、SiC等を用いることができる。
非磁性層は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
非磁性層は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
磁性層16は、より高い記録密度を実現するために、磁化容易軸が基板面に対して垂直方向を向いた垂直磁気記録の磁性層であることが好ましい。磁性層16は、面内磁気記録であってもよい。
磁性層16は、蒸着法、イオンビームスパッタ法、マグネトロンスパッタ法等、従来の公知のいかなる方法によって形成してもよい、磁性層16は、通常、スパッタリング法により形成される。
磁性層16は、蒸着法、イオンビームスパッタ法、マグネトロンスパッタ法等、従来の公知のいかなる方法によって形成してもよい、磁性層16は、通常、スパッタリング法により形成される。
「保護層」
保護層17は、磁性層16を保護する。保護層17は、一層から構成されていてもよいし、複数層から構成されていてもよい。保護層17の材料としては、炭素、窒素を含む炭素、炭化ケイ素などが挙げられる。
保護層17としては、炭素系保護層を好ましく用いることができ、特にアモルファス炭素保護層が好ましい。保護層17が炭素系保護層であると、潤滑層18中の含フッ素エーテル化合物に含まれる極性基(特に水酸基)との相互作用が一層高まるため、好ましい。
保護層17は、磁性層16を保護する。保護層17は、一層から構成されていてもよいし、複数層から構成されていてもよい。保護層17の材料としては、炭素、窒素を含む炭素、炭化ケイ素などが挙げられる。
保護層17としては、炭素系保護層を好ましく用いることができ、特にアモルファス炭素保護層が好ましい。保護層17が炭素系保護層であると、潤滑層18中の含フッ素エーテル化合物に含まれる極性基(特に水酸基)との相互作用が一層高まるため、好ましい。
炭素系保護層と潤滑層18との付着力は、炭素系保護層を水素化炭素および/または窒素化炭素とし、炭素系保護層中の水素含有量および/または窒素含有量を調節することにより制御可能である。炭素系保護層中の水素含有量は、水素前方散乱法(HFS)で測定したときに3~20原子%であることが好ましい。また、炭素系保護層中の窒素含有量はX線光電子分光分析法(XPS)で測定したときに、4~15原子%であることが好ましい。
炭素系保護層に含まれる水素および/または窒素は、炭素系保護層全体に均一に含有される必要はない。炭素系保護層は、例えば、保護層17の潤滑層18側に窒素を含有させ、保護層17の磁性層16側に水素を含有させた組成傾斜層とすることが好適である。この場合、磁性層16および潤滑層18と、炭素系保護層との付着力が、より一層向上する。
保護層17の膜厚は、1nm~7nmとするのがよい。保護層17の膜厚が1nm以上であると、保護層17としての性能が充分に得られる。保護層17の膜厚が7nm以下であると、保護層17の薄膜化の観点から好ましい。
保護層17の成膜方法としては、炭素を含むターゲット材を用いるスパッタ法や、エチレンやトルエン等の炭化水素原料を用いるCVD(化学蒸着法)法、IBD(イオンビーム蒸着)法等を用いることができる。
保護層17として炭素系保護層を形成する場合、例えばDCマグネトロンスパッタリング法により成膜することができる。特に、保護層17として炭素系保護層を形成する場合、プラズマCVD法により、アモルファス炭素保護層を成膜することが好ましい。プラズマCVD法により成膜したアモルファス炭素保護層は、表面が均一で、粗さが小さいものとなる。
保護層17として炭素系保護層を形成する場合、例えばDCマグネトロンスパッタリング法により成膜することができる。特に、保護層17として炭素系保護層を形成する場合、プラズマCVD法により、アモルファス炭素保護層を成膜することが好ましい。プラズマCVD法により成膜したアモルファス炭素保護層は、表面が均一で、粗さが小さいものとなる。
「潤滑層」
潤滑層18は、磁気記録媒体10の汚染を防止する。また、潤滑層18は、磁気記録媒体10上を摺動する磁気記録再生装置の磁気ヘッドの摩擦力を低減させて、磁気記録媒体10の耐久性を向上させる。
潤滑層18は、図1に示すように、保護層17上に接して好ましく形成されている。潤滑層18は、上述の含フッ素エーテル化合物を含む。
潤滑層18は、磁気記録媒体10の汚染を防止する。また、潤滑層18は、磁気記録媒体10上を摺動する磁気記録再生装置の磁気ヘッドの摩擦力を低減させて、磁気記録媒体10の耐久性を向上させる。
潤滑層18は、図1に示すように、保護層17上に接して好ましく形成されている。潤滑層18は、上述の含フッ素エーテル化合物を含む。
潤滑層18は、潤滑層18の下に配置されている保護層17が、炭素系保護層である場合、特に、保護層17と高い結合力で結合される。その結果、潤滑層18の厚みが薄くても、高い被覆率で保護層17の表面が被覆された磁気記録媒体10が得られやすくなり、磁気記録媒体10の表面の汚染を効果的に防止できる。
潤滑層18の平均膜厚は、任意に選択できるが、0.5nm(5Å)~3nm(30Å)であることが好ましく、0.5nm(5Å)~2nm(20Å)であることがより好ましい。潤滑層18の平均膜厚が0.5nm以上であると、潤滑層18がアイランド状または網目状とならずに均一の膜厚で形成される。このため、潤滑層18によって、保護層17の表面を高い被覆率で被覆できる。また、潤滑層18の平均膜厚を3nm以下にすることで、潤滑層18を充分に薄膜化でき、磁気ヘッドの浮上量を十分小さくできる。
保護層17の表面が潤滑層18によって十分に高い被覆率で被覆されていない場合、磁気記録媒体10の表面に吸着した環境物質が、潤滑層18の隙間を通り抜けて、潤滑層18の下に侵入する。潤滑層18の下層に侵入した環境物質は、保護層17と吸着、結合し汚染物質を生成する。そして、磁気記録再生の際に、この汚染物質(凝集成分)がスメアとして磁気ヘッドに付着(転写)して、磁気ヘッドを破損したり、磁気記録再生装置の磁気記録再生特性を低下させたりする。
汚染物質を生成させる環境物質としては、例えば、シロキサン化合物(環状シロキサン、直鎖シロキサン)、イオン性化合物、オクタコサン等の比較的分子量の高い炭化水素、フタル酸ジオクチル等の可塑剤等が挙げられる。イオン性不純物に含まれる金属イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を挙げることができる。イオン性不純物に含まれる無機イオンとしては、例えば、塩素イオン、臭素イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、アンモニウムイオン等を挙げることができる。イオン性不純物に含まれる有機物イオンとしては、例えば、シュウ酸イオン、蟻酸イオン等を挙げることができる。
「潤滑層の形成方法」
潤滑層18を形成する方法としては、例えば、基板11上に保護層17までの各層が形成された製造途中の磁気記録媒体を用意し、保護層17上に潤滑層形成用溶液を塗布し、乾燥させる方法が挙げられる。
潤滑層18を形成する方法としては、例えば、基板11上に保護層17までの各層が形成された製造途中の磁気記録媒体を用意し、保護層17上に潤滑層形成用溶液を塗布し、乾燥させる方法が挙げられる。
潤滑層形成用溶液は、上述の実施形態の磁気記録媒体用潤滑剤を必要に応じて、溶媒に分散溶解させ、塗布方法に適した粘度および濃度とすることにより得られる。
潤滑層形成用溶液に用いられる溶媒としては、例えば、バートレル(登録商標)XF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)等のフッ素系溶媒等が挙げられる。
潤滑層形成用溶液に用いられる溶媒としては、例えば、バートレル(登録商標)XF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)等のフッ素系溶媒等が挙げられる。
潤滑層形成用溶液の塗布方法は、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、スプレイ法、ペーパーコート法、ディップ法等が挙げられる。
ディップ法を用いる場合、例えば、以下に示す方法を用いることができる。まず、ディップコート装置の浸漬槽に入れられた潤滑層形成用溶液中に、保護層17までの各層が形成された基板11を浸漬する。次いで、浸漬槽から基板11を所定の速度で引き上げる。
このことにより、潤滑層形成用溶液を基板11の保護層17上の表面に塗布する。
ディップ法を用いることで、潤滑層形成用溶液を保護層17の表面に均一に塗布することができ、保護層17上に均一な膜厚で潤滑層18を形成できる。
ディップ法を用いる場合、例えば、以下に示す方法を用いることができる。まず、ディップコート装置の浸漬槽に入れられた潤滑層形成用溶液中に、保護層17までの各層が形成された基板11を浸漬する。次いで、浸漬槽から基板11を所定の速度で引き上げる。
このことにより、潤滑層形成用溶液を基板11の保護層17上の表面に塗布する。
ディップ法を用いることで、潤滑層形成用溶液を保護層17の表面に均一に塗布することができ、保護層17上に均一な膜厚で潤滑層18を形成できる。
本実施形態においては、潤滑層18を形成した基板11に熱処理を施すことが好ましい。熱処理を施すことにより、潤滑層18と保護層17との密着性が向上し、潤滑層18と保護層17との付着力が向上する。
熱処理温度は100~180℃とすることが好ましい。熱処理温度が100℃以上であると、潤滑層18と保護層17との密着性を向上させる効果が十分に得られる。また、熱処理温度を180℃以下にすることで、潤滑層18の熱分解を防止できる。熱処理時間は10~120分とすることが好ましい。
熱処理温度は100~180℃とすることが好ましい。熱処理温度が100℃以上であると、潤滑層18と保護層17との密着性を向上させる効果が十分に得られる。また、熱処理温度を180℃以下にすることで、潤滑層18の熱分解を防止できる。熱処理時間は10~120分とすることが好ましい。
本実施形態の磁気記録媒体10は、基板11上に、少なくとも磁性層16と、保護層17と、潤滑層18とが順次設けられたものである。本実施形態の磁気記録媒体10では、保護層17上に接して上述の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層18が形成されている。この潤滑層18は、厚みが薄くても、高い被覆率で保護層17の表面を被覆している。
よって、本実施形態の磁気記録媒体10では、イオン性不純物などの汚染物質を生成させる環境物質が、潤滑層18の隙間から侵入することが防止されている。したがって、本実施形態の磁気記録媒体10は、表面上に存在する汚染物質が少ないものである。また、本実施形態の磁気記録媒体10における潤滑層18は、異物(スメア)を生じさせにくく、ピックアップを抑制できる。また、本実施形態の磁気記録媒体10における潤滑層18は、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する。このため、本実施形態の磁気記録媒体10は、優れた信頼性および耐久性を有する。
よって、本実施形態の磁気記録媒体10では、イオン性不純物などの汚染物質を生成させる環境物質が、潤滑層18の隙間から侵入することが防止されている。したがって、本実施形態の磁気記録媒体10は、表面上に存在する汚染物質が少ないものである。また、本実施形態の磁気記録媒体10における潤滑層18は、異物(スメア)を生じさせにくく、ピックアップを抑制できる。また、本実施形態の磁気記録媒体10における潤滑層18は、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する。このため、本実施形態の磁気記録媒体10は、優れた信頼性および耐久性を有する。
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
「潤滑剤の製造」
(実施例1)
以下に示す方法により、上記式(A)で示される化合物を製造した。
(実施例1)
以下に示す方法により、上記式(A)で示される化合物を製造した。
窒素ガス雰囲気下で100mLナスフラスコに、HOCH2CF2O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CH2OH(式中の平均重合度を示すm1は4.5であり、平均重合度を示すn1は4.5である。)で表される化合物(数平均分子量1000、分子量分布1.1)20.0gと、下記式(7)で示される化合物1.22gと、t-ブタノール12mLとを仕込み、室温で均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシド0.674gを加え、70℃で8時間撹拌して反応させ、反応生成物を得た。
得られた反応生成物を25℃に冷却し、0.5mol/Lの塩酸で中和した後、三井デュポンフロロケミカル社製バートレルXF(以下、バートレルXF)で抽出し、有機層を水洗した。有機層を無水硫酸ナトリウムによって脱水し、乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体として下記式(8)で示される化合物8.82gを得た。
窒素ガス雰囲気下で200mLナスフラスコに、上記式(8)で示される化合物5.51gと、下記式(9)で示される化合物1.21gと、t-ブタノール50mLとを仕込み、室温で均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシドを0.168g加え、70℃で16時間撹拌して反応させた。
なお、下記式(9)で示される化合物は、エチレングリコールモノアリルエーテルの水酸基をテトラヒドロピランで保護した化合物を酸化させて合成した。
なお、下記式(9)で示される化合物は、エチレングリコールモノアリルエーテルの水酸基をテトラヒドロピランで保護した化合物を酸化させて合成した。
反応が終了した液を室温に戻し、10%の塩化水素・メタノール溶液20gを加え、室温で1時間撹拌した。反応液を8%重曹水70mLが入ったビーカーに移し、酢酸エチル200mLで2回抽出した。有機層を水洗して、無水硫酸ナトリウムによって脱水し、乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(A)を3.66g得た。
得られた化合物(A)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(A);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、3.55~4.20(20H)
化合物(A);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、3.55~4.20(20H)
(実施例2)
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(10)で示される化合物を1.56g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(C)を3.74g得た。
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(10)で示される化合物を1.56g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(C)を3.74g得た。
得られた化合物(C)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(C);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、1.60~2.00(4H)、3.55~4.20(20H)
化合物(C);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、1.60~2.00(4H)、3.55~4.20(20H)
(実施例3)
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(11)で示される化合物を3.46g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、中間体として下記式(12)で示される化合物を経て、化合物(F)を4.22g得た。
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(11)で示される化合物を3.46g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、中間体として下記式(12)で示される化合物を経て、化合物(F)を4.22g得た。
得られた化合物(F)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(F);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.55~4.20(20H)6.10(1H)
化合物(F);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.55~4.20(20H)6.10(1H)
(実施例4)
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(13)で示される化合物を5.04g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(G)を4.61g得た。
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(13)で示される化合物を5.04g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(G)を4.61g得た。
得られた化合物(G)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(G);1H-NMR(CD3COCD3):
δ[ppm]=2.40(2H)、3.60~3.15(20H)
化合物(G);1H-NMR(CD3COCD3):
δ[ppm]=2.40(2H)、3.60~3.15(20H)
(実施例5)
以下に示す方法により、上記式(H)で示される化合物を製造した。
窒素ガス雰囲気下で300mLナスフラスコに、HOCH2CF2O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CH2OH(式中の平均重合度を示すm1は4.5であり、平均重合度を示すn1は4.5である。)で表される化合物(数平均分子量1000、分子量分布1.1)20.0gと、下記式(14)で示される化合物7.48gと、炭酸カリウム8.29gと、アセトン60mLとを仕込み、還流下で24時間撹拌して反応させた。
得られた反応生成物を25℃に冷却し、アセトンを留去した。残渣にバートレルXFを加えて水洗し、無水硫酸ナトリウムによって脱水し、乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体として下記式(15)で示される化合物7.52gを得た。
以下に示す方法により、上記式(H)で示される化合物を製造した。
窒素ガス雰囲気下で300mLナスフラスコに、HOCH2CF2O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CH2OH(式中の平均重合度を示すm1は4.5であり、平均重合度を示すn1は4.5である。)で表される化合物(数平均分子量1000、分子量分布1.1)20.0gと、下記式(14)で示される化合物7.48gと、炭酸カリウム8.29gと、アセトン60mLとを仕込み、還流下で24時間撹拌して反応させた。
得られた反応生成物を25℃に冷却し、アセトンを留去した。残渣にバートレルXFを加えて水洗し、無水硫酸ナトリウムによって脱水し、乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体として下記式(15)で示される化合物7.52gを得た。
窒素ガス雰囲気下で500mLナスフラスコに、下記式(16)で示される化合物を11.82gと、t-ブタノールを250mLと、アリルグリシジルエーテル11.42gとを仕込み、均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシドを3.36g加え、70℃で4時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、t-ブタノールを留去した。残渣に酢酸エチルを加えて水洗し、無水硫酸ナトリウムによって脱水し、乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して、下記式(17)で示される化合物を9.30g得た。
300mLナスフラスコに、式(17)で示される化合物9.30gと、ジクロロメタン100mLとを仕込み、氷冷下で、メタクロロ過安息香酸(70%品)10.0gを加え、同温で1時間、室温で12時間撹拌した。この反応液に氷冷下で、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液10mLを加え、30分撹拌した。分液漏斗へ移液し、有機層を5%重曹水、次いで水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムによって脱水した。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製して、下記式(18)で示される化合物を4.97g得た。
窒素ガス雰囲気下で100mLナスフラスコに、上記で得られた式(15)で示される化合物6.23gと、式(18)で示される化合物1.49gと、t-ブタノール50mLとを仕込み、室温で均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシドを0.168g加え、70℃で12時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、0.1mol/Lの塩酸で中和した。その後、バートレルXFで抽出し、有機層を水洗して、無水硫酸ナトリウムによって脱水した。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。
得られた残渣に室温で、水0.75mLと、トリフルオロ酢酸7.5mLとを加え、室温で1時間撹拌した。バートレルXF、水、トリフルオロ酢酸を35℃以下で留去し、得られた残渣に5%重曹水を30mL加え、バートレルXFで抽出し、有機層の水洗を行い、濃縮した。得られた残渣にメタノール5mLと、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液14mLとを加え、室温で1時間撹拌した。その後、メタノールを留去し、バートレルXFで抽出し、有機層を1mol/Lの塩酸と水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムによって脱水した。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(H)を3.30g得た。
得られた化合物(H)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(H);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]2.40(2H)、3.60~4.20(20H)
化合物(H);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]2.40(2H)、3.60~4.20(20H)
(実施例6)
窒素ガス雰囲気下で200mLナスフラスコに、実施例1で合成した中間体である式(8)で示される化合物5.51gと、t-ブタノール50mLと、エピブロモヒドリン0.76gとを仕込み、均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシドを0.168g加え、70℃で6時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、水を50mL加え、バートレルXFで抽出し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによって脱水した。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体として式(19)で示される化合物を5.00g得た。
窒素ガス雰囲気下で200mLナスフラスコに、実施例1で合成した中間体である式(8)で示される化合物5.51gと、t-ブタノール50mLと、エピブロモヒドリン0.76gとを仕込み、均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシドを0.168g加え、70℃で6時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、水を50mL加え、バートレルXFで抽出し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによって脱水した。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、中間体として式(19)で示される化合物を5.00g得た。
窒素ガス雰囲気下で100mLナスフラスコに、式(19)で示される化合物5.00gと、t-ブタノール28mLと、プロピレングリコール3.50gとを仕込み、均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシドを0.168g加え、70℃で6時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、水を50mL加えた後、バートレルXFで抽出し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによる脱水を行った。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(I)を3.85g得た。
得られた化合物(I)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(I);1H-NMR(CD3COCD3))
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、1.60~2.00(2H)、3.55~4.20(20H)
化合物(I);1H-NMR(CD3COCD3))
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、1.60~2.00(2H)、3.55~4.20(20H)
(実施例7)
式(8)で示される化合物の代わりに、実施例3で合成した中間体である式(12)で示される化合物を6.44g用いたこと以外は、実施例6と同様な操作を行い、中間体として下記式(20)を経て、化合物(J)を3.55g得た。
式(8)で示される化合物の代わりに、実施例3で合成した中間体である式(12)で示される化合物を6.44g用いたこと以外は、実施例6と同様な操作を行い、中間体として下記式(20)を経て、化合物(J)を3.55g得た。
得られた化合物(J)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(J);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]1.60~2.00(2H)、3.55~4.20(20H)6.10(1H)
化合物(J);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]1.60~2.00(2H)、3.55~4.20(20H)6.10(1H)
(実施例8)
窒素ガス雰囲気下で100mLナスフラスコに、実施例6で合成した中間体である式(19)で示される化合物5.00gと、t-ブタノール28mLと、2,2,3,3-テトラフルオロブタン-1,4-ジオール4.00gとを仕込み、均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシド0.168gを加え、70℃で6時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、0.1mol/Lの塩酸で中和した後、バートレルXFで抽出し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによる脱水を行った。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(K)を2.90g得た。
窒素ガス雰囲気下で100mLナスフラスコに、実施例6で合成した中間体である式(19)で示される化合物5.00gと、t-ブタノール28mLと、2,2,3,3-テトラフルオロブタン-1,4-ジオール4.00gとを仕込み、均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシド0.168gを加え、70℃で6時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、0.1mol/Lの塩酸で中和した後、バートレルXFで抽出し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによる脱水を行った。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(K)を2.90g得た。
得られた化合物(K)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(K);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、3.55~4.20(20H)
化合物(K);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、3.55~4.20(20H)
(実施例9)
式(19)で示される化合物の代わりに、実施例7で合成した中間体である式(20)で示される化合物を5.78g用いたこと以外は、実施例8と同様な操作を行い、化合物(L)を3.31g得た。
式(19)で示される化合物の代わりに、実施例7で合成した中間体である式(20)で示される化合物を5.78g用いたこと以外は、実施例8と同様な操作を行い、化合物(L)を3.31g得た。
得られた化合物(L)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(L);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.55~4.20(20H)、6.10(1H)
化合物(L);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.55~4.20(20H)、6.10(1H)
(実施例10)
500mLナスフラスコに、3-ブテニルアセテート(12.0g)と、ジクロロメタン100mLとを仕込み、室温で撹拌し、均一な溶液とした。この均一の溶液に、氷冷下で、m-クロロ過安息香酸31.0gを加え、同温で1時間撹拌し、さらに室温で10時間撹拌した。その後、氷冷下で飽和炭酸水素ナトリウム水溶液20mLと、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液20mLとを加え、30分間同温で撹拌した。反応液から水層を分離し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによる脱水を行った。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、式(21)で示される化合物を6.40g得た。
500mLナスフラスコに、3-ブテニルアセテート(12.0g)と、ジクロロメタン100mLとを仕込み、室温で撹拌し、均一な溶液とした。この均一の溶液に、氷冷下で、m-クロロ過安息香酸31.0gを加え、同温で1時間撹拌し、さらに室温で10時間撹拌した。その後、氷冷下で飽和炭酸水素ナトリウム水溶液20mLと、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液20mLとを加え、30分間同温で撹拌した。反応液から水層を分離し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによる脱水を行った。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、式(21)で示される化合物を6.40g得た。
得られた化合物(21)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(21)1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]1.73(1H)、1.88(1H)、2.01(3H)、2.41(1H)、2.67(1H)、2.88(1H)、4.12(2H)
化合物(21)1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]1.73(1H)、1.88(1H)、2.01(3H)、2.41(1H)、2.67(1H)、2.88(1H)、4.12(2H)
窒素ガス雰囲気下で200mLナスフラスコに、実施例1で合成した中間体である式(8)で示される化合物5.51gと、式(21)で示される化合物0.781gと、t-ブタノール50mLとを仕込み、室温で均一になるまで撹拌した。この均一の液にカリウムtert-ブトキシドを0.168g加え、70℃で48時間撹拌して反応させた。得られた反応生成物を25℃に冷却し、0.1mol/Lの塩酸で中和した後、バートレルXFで抽出した。有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによる脱水を行った。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。
得られた残渣に室温で、メタノール30mLと、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液30mLとを加え、室温で1時間撹拌した。メタノールを留去し、バートレルXFで抽出し、有機層を水洗し、無水硫酸ナトリウムによる脱水を行った。乾燥剤を濾別した後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(M)を3.21g得た。
得られた化合物(M)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(M);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、1.60~2.00(2H)、3.60~4.15(16H)
化合物(M);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]0.90~1.20(3H)、1.60~2.00(2H)、3.60~4.15(16H)
(実施例11)
式(8)で示される化合物の代わりに、実施例3で合成した中間体である式(12)で示される化合物を6.44g用いたこと以外は、実施例10と同様な操作を行い、化合物(N)を3.72g得た。
式(8)で示される化合物の代わりに、実施例3で合成した中間体である式(12)で示される化合物を6.44g用いたこと以外は、実施例10と同様な操作を行い、化合物(N)を3.72g得た。
得られた化合物(N)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(N);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]1.60~2.00(2H)、3.60~4.15(16H))、6.10(1H)
化合物(N);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]1.60~2.00(2H)、3.60~4.15(16H))、6.10(1H)
(実施例12)
HOCH2CF2O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CH2OH(式中の平均重合度を示すm1は4.5であり、平均重合度を示すn1は4.5である。)で示される化合物の代わりに、HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)v1CF2CF2CH2OH(式中の平均重合度を示すv1は4.5である。)で示される化合物を20g用いたこと以外は、実施例4と同様な操作を行い、化合物(O)を4.41g得た。
HOCH2CF2O(CF2CF2O)m1(CF2O)n1CF2CH2OH(式中の平均重合度を示すm1は4.5であり、平均重合度を示すn1は4.5である。)で示される化合物の代わりに、HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)v1CF2CF2CH2OH(式中の平均重合度を示すv1は4.5である。)で示される化合物を20g用いたこと以外は、実施例4と同様な操作を行い、化合物(O)を4.41g得た。
得られた化合物(O)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(O);1H-NMR(CD3COCD3):
δ[ppm]=2.40(2H)、3.60~3.15(20H)
化合物(O);1H-NMR(CD3COCD3):
δ[ppm]=2.40(2H)、3.60~3.15(20H)
(実施例13)
式(7)で示される化合物の代わりに上記式(22)で示される化合物を2.02g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(P)を3.84g得た。
上記式(22)で示される化合物は、2-メトキシエトキシメチルクロライドとグリシドールの塩基存在下の反応で得た。
式(7)で示される化合物の代わりに上記式(22)で示される化合物を2.02g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(P)を3.84g得た。
上記式(22)で示される化合物は、2-メトキシエトキシメチルクロライドとグリシドールの塩基存在下の反応で得た。
得られた化合物(P)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(P);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(22H)、4.70(2H)
化合物(P);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(22H)、4.70(2H)
(実施例14)
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(23)で示される化合物を5.76g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(R)を4.79g得た。
下記式(23)で示される化合物は、1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン-1,11-ジオールの片方の水酸基をメチル化し、もう片方の水酸基をエピブロモヒドリンと反応させて得た。
式(7)で示される化合物の代わりに下記式(23)で示される化合物を5.76g用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(R)を4.79g得た。
下記式(23)で示される化合物は、1H,1H,11H,11H-ドデカフルオロー3,6,9-トリオキサウンデカン-1,11-ジオールの片方の水酸基をメチル化し、もう片方の水酸基をエピブロモヒドリンと反応させて得た。
得られた化合物(R)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(R);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(22H)
化合物(R);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(22H)
(実施例15)
式(7)で示される化合物の代わりに上記式(23)で示される化合物を、また式(9)で示される化合物の代わりに前記式(18)で示される化合物を、また10%の塩化水素・メタノール溶液20gの代わりにトリフルオロ酢酸を10mL用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(T)を4.44g得た。
式(7)で示される化合物の代わりに上記式(23)で示される化合物を、また式(9)で示される化合物の代わりに前記式(18)で示される化合物を、また10%の塩化水素・メタノール溶液20gの代わりにトリフルオロ酢酸を10mL用いたこと以外は、実施例1と同様な操作を行い、化合物(T)を4.44g得た。
得られた化合物(T)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
化合物(T);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(27H)
化合物(T);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(27H)
(実施例16)
式(23)で示される化合物の代わりに下記式(24)で示される化合物を用いたこと以外は、実施例15と同様な操作を行い、化合物(U)を4.51g得た。
式(23)で示される化合物の代わりに下記式(24)で示される化合物を用いたこと以外は、実施例15と同様な操作を行い、化合物(U)を4.51g得た。
得られた化合物(U)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。化合物(U);1H-NMR(CD3COCD3);
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(32H)
なお、式(24)で示される化合物は、式(23)で示される化合物のエポキシ基を加水分解した化合物の一級水酸基をtert-ブチルジメチルシリル(TBS)基で保護し、続いて2級水酸基をテトラヒドロピラニル(THP)基で保護した後、TBS基を脱保護した化合物とエピブロモヒドリンから得た。
δ[ppm]3.40(3H)、3.55~4.20(32H)
「比較例1」
下記式(X)で表されるSolvey Solexis社製のFomblin Z-tetraol(分子量約2000)を用いた。
下記式(X)で表されるSolvey Solexis社製のFomblin Z-tetraol(分子量約2000)を用いた。
「比較例2」
下記式(Y)で表される化合物を特許文献1に記載の方法で合成した。
下記式(Y)で表される化合物を特許文献1に記載の方法で合成した。
「比較例3」
下記式(Z)で表される化合物を特許文献2に記載の方法で合成した。
下記式(Z)で表される化合物を特許文献2に記載の方法で合成した。
「比較例4」
下記式(W)で表される化合物を特許文献4に記載の方法で合成した。
下記式(W)で表される化合物を特許文献4に記載の方法で合成した。
このようにして得られた実施例1~16の化合物を、式(1)に当てはめたときのR1~R4の構造を表1および表2に示す。また、実施例1~16の化合物の数平均分子量(Mn)を、上述した1H-NMRおよび19F-NMRの測定により求めた。その結果を表1および表2に示す。
次に、以下に示す方法により、実施例1~16および比較例1~4で得られた化合物を用いて潤滑層形成用溶液を調製した。そして、得られた潤滑層形成用溶液を用いて、以下に示す方法により、磁気記録媒体の潤滑層を形成し、実施例1~16および比較例1~4の磁気記録媒体を得た。
「潤滑層形成用溶液」
実施例1~16および比較例1~4で得られた化合物を、それぞれフッ素系溶媒であるバートレル(登録商標)XF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)に溶解し、保護層上に塗布した時の膜厚が9Å~11Åになるようにバートレルで希釈し、潤滑層形成用溶液とした。
実施例1~16および比較例1~4で得られた化合物を、それぞれフッ素系溶媒であるバートレル(登録商標)XF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)に溶解し、保護層上に塗布した時の膜厚が9Å~11Åになるようにバートレルで希釈し、潤滑層形成用溶液とした。
「磁気記録媒体」
直径65mmの基板上に、付着層と軟磁性層と第1下地層と第2下地層と磁性層と保護層とを順次設けた磁気記録媒体を用意した。保護層は、炭素からなるものとした。
保護層までの各層の形成された磁気記録媒体の保護層上に、実施例1~16および比較例1~4の潤滑層形成用溶液を、それぞれディップ法により塗布した。なお、ディップ法は、浸漬速度10mm/sec、浸漬時間30sec、引き上げ速度1.2mm/secの条件で行った。
その後、潤滑層形成用溶液を塗布した磁気記録媒体を、120℃の恒温槽に入れ、10分間加熱して潤滑層形成用溶液中の溶媒を除去することにより、保護層上に潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。
直径65mmの基板上に、付着層と軟磁性層と第1下地層と第2下地層と磁性層と保護層とを順次設けた磁気記録媒体を用意した。保護層は、炭素からなるものとした。
保護層までの各層の形成された磁気記録媒体の保護層上に、実施例1~16および比較例1~4の潤滑層形成用溶液を、それぞれディップ法により塗布した。なお、ディップ法は、浸漬速度10mm/sec、浸漬時間30sec、引き上げ速度1.2mm/secの条件で行った。
その後、潤滑層形成用溶液を塗布した磁気記録媒体を、120℃の恒温槽に入れ、10分間加熱して潤滑層形成用溶液中の溶媒を除去することにより、保護層上に潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。
このようにして得られた実施例1~16および比較例1~4の磁気記録媒体の有する潤滑層の膜厚を、FT-IR(商品名:Nicolet iS50、Thermo Fisher Scientific社製)を用いて測定した。その結果を表3に示す。
次に、実施例1~16および比較例1~4の磁気記録媒体に対して、以下に示す化学物質耐性試験を行なった。
(化学物質耐性試験)
この評価手法は、高温環境下において汚染物質を生成させる環境物質による磁気記録媒体の汚染を調べる評価手法である。以下に示す評価手法では、環境物質としてSiイオンを用い、環境物質によって生成された磁気記録媒体を汚染する汚染物質の量としてSi吸着量を測定した。
(化学物質耐性試験)
この評価手法は、高温環境下において汚染物質を生成させる環境物質による磁気記録媒体の汚染を調べる評価手法である。以下に示す評価手法では、環境物質としてSiイオンを用い、環境物質によって生成された磁気記録媒体を汚染する汚染物質の量としてSi吸着量を測定した。
具体的には、評価対象である磁気記録媒体を、温度85℃、湿度0%の高温環境下で、シロキサン系Siゴムの存在下に240時間保持した。次に、磁気記録媒体の表面に存在するSi吸着量を、二次イオン質量分析法(SIMS)を用いて分析測定し、Siイオンによる汚染の程度をSi吸着量として評価した。Si吸着量の評価は、比較例2の結果を1.00としたときの数値を用いて評価した。その結果を表3に示す。
表3より、実施例1~16の磁気記録媒体では、比較例1~4の磁気記録媒体と比較して、潤滑層の膜厚が薄いにも関わらず、Si吸着量が少なく、高温環境下において環境物質によって汚染されにくいことが明らかになった。
また、比較例2は、潤滑層を形成している化合物(Y)が、式(1)に当てはめたときのR4における水酸基の結合している炭素原子同士が、水酸基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合しているものである。したがって、表3に示す実施例1~16と比較例2の結果から、潤滑層を形成している化合物が、式(1)に当てはめたときのR1が置換基を有してもよいアルキル基であることにより、化学物質耐性が向上することが分かる。
また、比較例2は、潤滑層を形成している化合物(Y)が、式(1)に当てはめたときのR4における水酸基の結合している炭素原子同士が、水酸基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合しているものである。したがって、表3に示す実施例1~16と比較例2の結果から、潤滑層を形成している化合物が、式(1)に当てはめたときのR1が置換基を有してもよいアルキル基であることにより、化学物質耐性が向上することが分かる。
また、実施例1~16および比較例1~4の磁気記録媒体に対して、以下に示す耐摩耗性試験を行なった。
(耐摩耗性試験)
ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用い、接触子としての直径2mmのアルミナの球を、荷重40gf、摺動速度0.25m/secで、磁気記録媒体の潤滑層上で摺動させ、潤滑層の表面の摩擦係数を測定した。そして、潤滑層の表面の摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間を測定した。摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間は、各磁気記録媒体の潤滑層について4回ずつ測定し、その平均値(時間)を潤滑剤塗膜の耐摩耗性の指標とした。実施例1~16の化合物および比較例1~4の化合物を用いた磁気記録媒体の結果を表3に示す。摩擦係数増大時間の評価は、以下のとおりとした。
◎(優):650sec以上
○(良):550sec以上、650sec未満
△(可):450sec以上、550sec未満
×(不可):450sec未満
(耐摩耗性試験)
ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用い、接触子としての直径2mmのアルミナの球を、荷重40gf、摺動速度0.25m/secで、磁気記録媒体の潤滑層上で摺動させ、潤滑層の表面の摩擦係数を測定した。そして、潤滑層の表面の摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間を測定した。摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間は、各磁気記録媒体の潤滑層について4回ずつ測定し、その平均値(時間)を潤滑剤塗膜の耐摩耗性の指標とした。実施例1~16の化合物および比較例1~4の化合物を用いた磁気記録媒体の結果を表3に示す。摩擦係数増大時間の評価は、以下のとおりとした。
◎(優):650sec以上
○(良):550sec以上、650sec未満
△(可):450sec以上、550sec未満
×(不可):450sec未満
なお、摩擦係数が急激に増大するまでの時間は、以下に示す理由により、潤滑層の耐摩耗性の指標として用いることができる。磁気記録媒体の潤滑層は、磁気記録媒体を使用することにより摩耗が進行し、摩耗により潤滑層が無くなると、接触子と保護層とが直接接触して、摩擦係数が急激に増大するためである。本摩擦係数が急激に増大するまでの時間は、フリクション試験とも相関があると考えられる。
表3に示すように、実施例1~16の磁気記録媒体は、比較例1~4の磁気記録媒体と比較して、潤滑層の膜厚が薄いにも関わらず、摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間が長く、耐摩耗性が良好であった。
これは、実施例1~16の磁気記録媒体では、潤滑層を形成している式(1)で表される化合物中のR1が置換基を有してもよいアルキル基であり、R4がR1-R2と異なる基であって2つまたは3つの水酸基を含み、各水酸基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記水酸基の結合している炭素原子同士が、水酸基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基であることによるものであると推定される。
これは、実施例1~16の磁気記録媒体では、潤滑層を形成している式(1)で表される化合物中のR1が置換基を有してもよいアルキル基であり、R4がR1-R2と異なる基であって2つまたは3つの水酸基を含み、各水酸基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記水酸基の結合している炭素原子同士が、水酸基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基であることによるものであると推定される。
本発明の含フッ素エーテル化合物を含む磁気記録媒体用潤滑剤を用いることにより、厚みが薄くても、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を実現できる潤滑層を形成できる。
すなわち、本発明は、厚みが薄くても優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成でき、磁気記録媒体用潤滑剤の材料として好適に用いることができる、含フッ素エーテル化合物を提供できる。
すなわち、本発明は、厚みが薄くても優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成でき、磁気記録媒体用潤滑剤の材料として好適に用いることができる、含フッ素エーテル化合物を提供できる。
10・・・磁気記録媒体
11・・・基板
12・・・付着層
13・・・軟磁性層
14・・・第1下地層
15・・・第2下地層
16・・・磁性層
17・・・保護層
18・・・潤滑層
11・・・基板
12・・・付着層
13・・・軟磁性層
14・・・第1下地層
15・・・第2下地層
16・・・磁性層
17・・・保護層
18・・・潤滑層
Claims (12)
- 下記式(1)で表されることを特徴とする含フッ素エーテル化合物。
R1-R2-CH2-R3-CH2-R4 (1)
(式(1)中、R1は置換基を有してもよいアルキル基であり、R2はエーテル性酸素によってR1と結合する2価の連結基であり、R3はパーフルオロポリエーテル鎖であり、R4はR1-R2と異なる基であって2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。) - 前記式(1)におけるR4の極性基が水酸基である、請求項1に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 前記式(1)におけるR1が、ハロゲンおよびアルコキシ基により、又は、ハロゲンおよびアルコキシ基のどちらかにより、水素原子の一部または全部が置換されたアルキル基であることを特徴とする、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 前記式(1)におけるR4が、3つの極性基を含むことを特徴とする、請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 数平均分子量が500~10000の範囲内である、請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする、磁気記録媒体用潤滑剤。
- 基板上に、少なくとも磁性層と、保護層と、潤滑層とが順次設けられた磁気記録媒体であって、前記潤滑層が、請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする、磁気記録媒体。
- 前記潤滑層の平均膜厚が、0.5nm~3nmである、請求項11に記載の磁気記録媒体。
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