(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で表される主鎖構造を有するパーフルオロポリエーテルの両末端に３つ以上の水酸基を有する化合物（Ａ）と、式（１）で表される主鎖構造を有するパーフルオロポリエーテルの少なくとも一つの末端にＣＦ３基を有し、他方の末端に２つ以上の水酸基を有する化合物（Ｂ）とが含まれていることを特徴とする潤滑剤。
−（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ａ−        （１）
［ａは５〜３０の実数である。］
【請求項２】
化合物（Ａ）が、４つ以上の水酸基をもつ化合物である請求項１に記載の潤滑剤。
【請求項３】
化合物（Ａ）が、下記の式で表わされ
0005445947.tif 000011
（ｓは５〜３０の実数）、
化合物（Ｂ）が、下記の式で表わされる
0005445947.tif 000012
（ｑは５〜３０の実数）、
請求項１に記載の潤滑剤。
【請求項４】
化合物（Ａ）が、下記の式で表わされ
0005445947.tif 000013
（ｓは１１）、
化合物（Ｂ）が、下記の式で表わされる
0005445947.tif 000014
（ｑは１２）
請求項１に記載の潤滑剤。
【請求項５】
化合物（Ａ）が、下記の式で表わされ
0005445947.tif 000015
（ｓは２３）、
化合物（Ｂ）が、下記の式で表わされる
0005445947.tif 000016
（ｑは１２）
請求項１に記載の潤滑剤。
【請求項６】
支持体上に少なくとも記録層、保護層を形成し、その表面に潤滑層を有する磁気ディスクにおいて、該潤滑層が請求項１〜５のいずれかに記載の潤滑剤からなることを特徴とする磁気ディスク。
【請求項７】
支持体上に少なくとも記録層、保護層を形成し、その表面に潤滑層を有する磁気ディスクにおいて、該潤滑層が化合物（Ａ）の潤滑層と、化合物（Ｂ）の潤滑層から構成されることを特徴とする磁気ディスク。
化合物（Ａ）：式（１）で表される主鎖構造を有し、両末端に３つ以上の水酸基を有するパーフルオロポリエーテル
化合物（Ｂ）：式（１）で表される主鎖構造を有し、少なくとも一つの末端にＣＦ３基を有し、他方の末端に２つ以上の水酸基を有するパーフルオロポリエーテル
−（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ａ−        （１）
［ａは５〜３０の実数である。］
【請求項８】
化合物（Ａ）が、４つ以上の水酸基を有する化合物である請求項７に記載の磁気ディスク。
【請求項９】
化合物（Ａ）が、下記の式で表わされ
0005445947.tif 000017
（ｓは５〜３０の実数）、
化合物（Ｂ）が、下記の式で表わされる
0005445947.tif 000018
（ｑは５〜３０の実数）、
請求項７に記載の磁気ディスク。
【請求項１０】
化合物（Ａ）が、下記の式で表わされ
0005445947.tif 000019
（ｓは１１）、
化合物（Ｂ）が、下記の式で表わされる
0005445947.tif 000020
（ｑは１２）
請求項７に記載の磁気ディスク。
【請求項１１】
化合物（Ａ）が、下記の式で表わされ
0005445947.tif 000021
（ｓは２３）、
化合物（Ｂ）が、下記の式で表わされる
0005445947.tif 000022
（ｑは１２）
請求項７に記載の磁気ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑剤ならびにこれを用いた磁気ディスクに関し、特に、耐分解性に優れる潤滑剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置の記録容量の増大に伴い、記録媒体である磁気ディスクと情報の記録・再生を行うヘッドとの距離は殆ど接触するまで狭くなっている。ディスクの回転の高速化も進んでおり、ディスクとヘッドが接触したときの衝撃は増大しつづける傾向にある。
接触の衝撃を緩和するため、炭素保護膜の表面粗さや強度、潤滑膜の膜厚や固定相と流動層の組成比率の適正化が行われる。とくに、ディスクの最表面に位置する潤滑膜については、接触衝撃の緩和以外にも、ディスク表面の汚染防止や、ヘッド側へ移着してはいけないなどの性能要求がある。したがって、潤滑剤の膜厚や固定層と流動層の組成比率以外にも、潤滑剤の化学構造設計が重要になる。
潤滑剤としては一般に官能基を有するパーフルオロポリエーテルが用いられている。官能基としては、水酸基やアミノ基、カルボキシル基、シクロホスファゼン基などがある。パーフルオロポリエーテルの主鎖を構成するモノマーユニットとしては、ＣＦ２ＯやＣＦ２ＣＦ２Ｏ、ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ、ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏなどがあり、これらの単一重合体や共重合体としてパーフルオロポリエーテルの主鎖は構成されている。
主鎖構造にＣＦ２Ｏを有する化合物からなる潤滑剤として、式（２）で表されるＦｏｍｂｌｉｎ  ＺＴＥＴＲＡＯＬがある。この潤滑剤は分子両末端に位置する水酸基によりディスクへの良好な吸着性を示すが、主鎖を構成するＣＦ２Ｏ部分はルイス酸への耐久性が低く、ヘッドの部材中のＡｌ２Ｏ３と反応して、主鎖の切断が起こる（例えば非特許文献１参照）。この切断が進行すると化合物は低分子化し、最終的には磁気ディスク上から揮発・消失してしまうため、ヘッドとディスクの接触・摺動を伴う系では潤滑剤被膜を維持できなくなる。
0005445947.tif 000002
［ｍ、ｎはそれぞれ１０〜４０の実数である。］
一方、主鎖構造にＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏのみを有する化合物からなる潤滑剤として、式（３）や式（４）で表される潤滑剤がある。これら潤滑剤はルイス酸と共存しても分解しにくく、これらを潤滑層に有する磁気ディスクを作成することにより耐久性を向上させることができる（例えば特許文献１および２参照）。
0005445947.tif 000003
［式中、ｐは整数、数平均分子量は、８００〜５０００である。］
0005445947.tif 000004
［式中、ｑは整数、ｒは整数で１〜５、数平均分子量は、５００〜４０００である。］
近年のヘッドの低浮上化ならびにディスク回転の高速化に伴い、ディスクの最表面に位置する潤滑剤には、飛散や分解などによる潤滑層の消失を防止すると同時に、ディスクとヘッドが接触したときの摩擦力を低減できる流動性を示し、ディスクの耐久性を向上させることが求められている。
しかし、上記の特許文献１〜２の化合物（３）、化合物（４）の単独の使用では後記の試験例１より明らかなようにディスクの耐久性を向上させることができなかった。
【非特許文献１】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、１９９２年、２５巻、ｐ．６７９１−６７９９
【特許文献１】特開平８−６３７３９
【特許文献２】特開平１０−１４９５２７
【０００３】
本発明の課題は、吸着性と流動性の両者に優れ、高速回転ディスク・低浮上ヘッドにおいても、優れた耐久性を示す潤滑剤、ならびにこれを用いた磁気ディスクを提供することにある。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、以下の発明に係る。
１．式（１）で表される主鎖構造を有するパーフルオロポリエーテルの両末端に極性基を有する化合物（Ａ）と、式（１）で表される主鎖構造を有するパーフルオロポリエーテルの少なくとも一つの末端に無極性基を有する化合物（Ｂ）とが含まれていることを特徴とする潤滑剤。
−（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ａ−        （１）
［ａは５〜３０の実数である。］
２．化合物（Ａ）が、３つ以上の水酸基をもつ化合物である上記に記載の潤滑剤。
３．化合物（Ａ）が、４つ以上の水酸基をもつ化合物である上記に記載の潤滑剤。
４．化合物（Ｂ）において、一方の末端が無極性基であり、他方の末端が２つ以上の水酸基を有する化合物である上記に記載の潤滑剤。
５．支持体上に少なくとも記録層、保護層を形成し、その表面に潤滑層を有する磁気ディスクにおいて、該潤滑層が上記に記載の潤滑剤からなることを特徴とする磁気ディスク。
６．支持体上に少なくとも記録層、保護層を形成し、その表面に潤滑層を有する磁気ディスクにおいて、該潤滑層が化合物（Ａ）の潤滑層と、化合物（Ｂ）の潤滑層から構成されることを特徴とする磁気ディスク。
７．化合物（Ａ）が、３つ以上の水酸基をもつ化合物である上記に記載の磁気ディスク。
８．化合物（Ｂ）において、一方の末端が無極性基であり、他方の末端が２つ以上の水酸基を有する化合物である上記に記載の磁気ディスク。
高速回転ディスク・低浮上ヘッドにおいても、すぐれた耐久性を示す潤滑剤を得るため、耐分解性に優れる潤滑剤群から化合物を選定する。耐分解性に優れる潤滑剤として、式（１）に示される主鎖構造を有するパーフルオロポリエーテルが好ましい。この潤滑剤群よりディスクへの吸着性に優れる化合物として、分子両末端に極性基を有する化合物と、ディスク上で流動性に優れる化合物として少なくとも一方の分子末端に無極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物を選定し、これらの併用系からなる潤滑層を磁気ディスク上に作成する。
−（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）ａ−
［ａは５〜３０の実数である。］
［１］潤滑剤について
［１−１］潤滑剤の構造と組成
分子両末端に極性基を有する化合物（Ａ）の極性基としては水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エステル基などが挙げられる。なかでも水酸基が好ましい。さらには、ディスクが高速回転しても飛散せず、ディスク表面と強固に吸着させるには、水酸基を３つ以上もつことが好ましく、さらに好ましくは４つ以上である。その平均分子量としては、１０００〜５０００、好ましくは、１５００〜４０００である。該化合物としては、例えば以下の式（５）の化合物を例示することができる。
0005445947.tif 000005
［ｓは５〜３０の実数であり、ｔとｕはそれぞれ０〜３の実数である。］
少なくとも一方の分子末端に無極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物（Ｂ）としては、無極性基としてＣＦ３をもつ化合物を挙げることができる。なお、他方の末端に水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エステル基などの極性基を有する化合物が好ましい。極性基としては水酸基が好ましい。さらには、ディスクが高速回転しても飛散しにくく、適度な流動性を示すには、一方の末端はＣＦ３であり、他方の末端に水酸基を２つ以上もつ化合物が好ましい。その平均分子量としては、１０００〜５０００、好ましくは、１５００〜４０００である。該化合物としては、例えば以下の式（６）の化合物を例示することができる。
0005445947.tif 000006
［ｖは５〜３０の実数であり、ｗは０〜３の実数である。］
［１−２］潤滑剤の用途
本発明の潤滑剤組成物は、磁気ディスク装置内の磁気ディスクの摺動特性を向上させるための潤滑剤としての用途が挙げられる。また、本発明の潤滑組成物は、耐分解性に優れ、かつ炭素保護膜との良好な相互作用を形成する。したがって、磁気ディスク以外にも炭素保護膜を有する光磁気記録装置や磁気テープ等や、プラスチックなどの有機材料の表面保護膜、さらにはＳｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＳｉＯ２などの無機材料の表面保護膜としても応用できる。とくに、潤滑耐久性が求められる表面で応用できる。
［２］磁気ディスクについて
［２−１］磁気ディスクの構成
図１に本発明の磁気ディスクの断面の模式図を示す。
本発明の磁気ディスクは、まず支持体１上に少なくとも１層以上の記録層２、その上に保護層３、更にその上に本発明の潤滑剤を含有する潤滑層４を最外層として有するという構成である。支持体としてはアルミニウム合金、ガラス等セラミックス、ポリカーボネート等が挙げられる。磁気ディスクの記録層である磁性層の構成材料としては鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性体を形成可能な元素を中心として、これにクロム、白金、タンタル等を加えた合金、又はそれらの酸化物が挙げられる。これらはメッキ法、或いはスパッタ法等で形成される。保護層はカーボン、ＳｉＣ，ＳｉＯ２等の材質が挙げられる。これらはスパッタ法やＣＶＤ法などで形成される。
化合物（Ａ）と、化合物（Ｂ）の混合系からなる潤滑剤組成物を、ディップ法や真空蒸着法により磁気ディスク上に製膜することにより、耐分解性に優れ、かつ吸着性と流動性をバランスした潤滑層を有する磁気ディスクを作成する。ディップ法とは、潤滑剤を溶剤に希釈し、この溶液にディスクを浸漬した後に引き上げ、溶剤を蒸発させることで潤滑剤被膜をディスク上に形成する方法である。ここで溶剤としては、例えば３Ｍ製ＰＦ−５０６０、ＰＦ−５０８０、ＨＦＥ−７１００，ＨＦＥ−７２００、ＤｕＰｏｎｔ製Ｖｅｒｔｒｅｌ−ＸＦ等が挙げられる。本発明の潤滑剤組成物をディップ法にて磁気ディスク表面に塗布するには、希釈後の化合物の濃度は１ｗｔ％以下、好ましくは０．００１〜０．１ｗｔ％である。希釈液としては、化合物（Ａ）と、化合物（Ｂ）の両方を含む希釈液を使用することができる。混合比率としては、化合物（Ａ）の割合は、３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％である。化合物（Ｂ）の割合は、３０〜７０重量％、好ましくは４０〜６０重量％である。さらには、それぞれの化合物ごとに希釈液を作成し、たとえば化合物（Ａ）をディスク上に塗布し、その後に、化合物（Ｂ）をディップ法で塗布しても良く、さらにこの塗布の順番が反対でも良い。
化合物（Ａ）の潤滑層と化合物（Ｂ）の潤滑層が積層された２層であっても良く、両潤滑層が海、島の状態で併存していても良く、この混在系でも良い。
本発明の潤滑剤の膜厚は５〜３０Åが好ましく、さらに好ましくは８〜２０Åである。
下地層に対する潤滑剤の吸着を促進させるために、熱処理や紫外線処理を行うことができる。熱処理については、６０〜１５０℃、好ましくは８０〜１２０℃である。紫外線処理では、１７２ｎｍから２５４ｎｍの波長を含む紫外線を用いるのが好ましい。
［２−２］応用
本発明の磁気ディスクは、ディスクを格納し、情報の記録・再生・消去を行うためのヘッドやディスクを回転するためのモーター等が装備されている磁気ディスクドライブとそのドライブを制御するための制御系からなる磁気ディスク装置に応用できる。
本発明の磁気ディスク、およびそれを応用した磁気ディスク装置の用途としては電子計算機、ワードプロセッサー等の外部メモリーが挙げられる。またナビゲーションシステム、ゲーム、携帯電話、ＰＨＳ等の各種機器、及びビルの防犯、発電所等の管理・制御システムの内部・外部記録装置等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
第１図は本発明の磁気ディスクの構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０００６】
１  支持体、２  記録層、３  保護層、４  潤滑層
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、実施例および試験例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例等に限定されるものではない。
以下の化合物（１）〜（４）を用いて、ディスク上での潤滑膜の作成と評価を行った。
化合物（１）は、以下の化学式（７）で示される平均分子量２０００の化合物である。
化合物（２）は、以下の化学式（７）で示される平均分子量４０００の化合物である。
化合物（３）は、以下の化学式（８）で示される平均分子量２０００の化合物である。
化合物（４）は、以下の化学式（９）で示される平均分子量２０００の化合物である。
0005445947.tif 000007
［化合物（１）の場合はｓが１１であり、化合物（２）の場合はｓが２３である。］
0005445947.tif 000008
［ｑは１２である。］
0005445947.tif 000009
［ｐは１１である。］
【実施例１】
【０００８】
化合物（１）および化合物（３）をＤｕＰｏｎｔ製Ｖｅｒｔｒｅｌ−ＸＦに溶解する。
この溶液濃度は化合物（１）が０．０２５重量％で、化合物（３）が０．０２５重量％である。直径３．５インチの磁気ディスクをこの溶液に１分間浸漬し、速度３ｍｍ／ｓで引き上げた。その後１２０℃の恒温槽に１０分間このディスクを入れ、ディスク表面に対する潤滑剤の吸着を促進させる。この後、ＦＴ−ＩＲでディスク上の化合物の平均膜厚を測定すると１３Åであった。こうして、本実施例の潤滑膜を得た。
【実施例２】
【０００９】
実施例１において、化合物（１）の代わりに、化合物（２）を用いた以外は、実施例１と同様にして、本実施例の潤滑膜を得た。ここで作成した潤滑膜の平均膜厚は１４Åであった。
【実施例３】
【００１０】
化合物（２）をＤｕＰｏｎｔ製Ｖｅｒｔｒｅｌ−ＸＦに溶解する。この溶液濃度は０．０５重量％である。直径３．５インチの磁気ディスクをこの溶液に１分間浸漬し、速度３ｍｍ／ｓで引き上げた。その後１２０℃の恒温槽に１０分間このディスクを入れ、ディスク表面に対する潤滑剤の吸着を促進させる。この後、ＤｕＰｏｎｔ製Ｖｅｒｔｒｅｌ−ＸＦに１０分間浸漬し、速度５ｍｍ／ｓで引き上げた後に、ＦＴ−ＩＲでディスク上の潤滑膜の平均膜厚を測定すると７Åであった。
つづいて、化合物（３）をＤｕＰｏｎｔ製Ｖｅｒｔｒｅｌ−ＸＦに溶解する。この溶液濃度は０．０５重量％である。前記のとおり作成した化合物（２）からなる潤滑剤を７Å有するディスクをこの溶液に１分間浸漬し、速度５ｍｍ／ｓで引き上げた。この後、ＦＴ−ＩＲでディスク上の潤滑膜の平均膜厚を測定すると１３Åであった。こうして、本実施例の潤滑膜を得た。
比較例１
実施例１において、化合物（１）と化合物（３）の混合溶液の代わりに化合物（３）の０．０５ｗｔ％溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、潤滑膜を得た。ここで作成した潤滑膜の平均膜厚は１２Åであった。
比較例２
実施例１において、化合物（１）と化合物（３）の混合溶液の代わりに化合物（４）の０．０８ｗｔ％溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、潤滑膜を得た。ここで作成した潤滑膜の平均膜厚は１２Åであった。
試験例１
（コンタクトスタートストップ試験）
潤滑剤の性能試験は、ヘッドにかかる力から摩擦係数を測定できるように改造したスピンドルスタンドを、２０℃の環境にてコンタクトスタートストップ（ＣＳＳ）繰返しテストによる摩擦係数の変化を測定することにより実施した。ＣＳＳサイクルはヘッドがディスク表面に接触した状態で始動し、ヘッドが浮上した状態で所定回数１００００ｒｐｍに達した後、再びヘッドがディスク表面に接触した状態で停止するまでの行程を３３秒で行い、これを１サイクルとした。ヘッドはモノリシックＭＩＧ（ｍｅｔａｌ
ｉｎ ｇａｐ）で荷重は、７．５ｇとした。ＣＳＳテストの良否は、ヘッドとディスクが破断（クラッシュ）するまでのサイクル数（ＣＳＳ寿命）で判定した。
結果を表１に示す。表１から明らかなように、本発明の、耐分解性に優れる主鎖構造を有し、さらには分子両末端に極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物（Ａ）と、少なくとも一方の分子末端に無極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物（Ｂ）との併用系からなる磁気ディスク上の潤滑膜は、比較例１〜２の各単独の場合に比べて、約２〜１５倍もの格別顕著に優れたＣＳＳ耐久性を示すことが確認された。
【表１】
0005445947.tif 000010
以上の結果より、本発明の、（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｏ）からなる主鎖構造を有し、さらには分子両末端に極性基を有する化合物（Ａ）と、少なくとも一方の分子末端に無極性基を有する化合物（Ｂ）との併用系からなる磁気ディスク上の潤滑層は、潤滑剤自身の耐分解性と、さらには吸着性と流動性のバランスにより、高速回転ディスク・低浮上ヘッドにおいても、潤滑層の分解や飛散を起こさず、優れた耐久性を示すことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明の、耐分解性に優れる主鎖構造を有し、さらには分子両末端に極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物と、少なくとも一方の分子末端に無極性基を有するパーフルオロポリエーテル化合物との混合系からなる磁気ディスク上の潤滑層は、高速回転ディスク・低浮上ヘッドにおいても、潤滑層の分解や飛散を起こさず、優れた耐久性を示す。
【図１】
0005445947.tif 000023