(57)【要約】【課題】潤滑剤として有用な化合物であって、磁気記録媒体用の潤滑剤として使用した場合に、様々な使用条件下において優れた潤滑性能が保たれ、長時間の使用においても潤滑効果が持続し、粉つきが少ない等の特性を示す化合物を提供する。【解決手段】一般式（ａ）：【化１】2004250373.tif 000022（式中、Ｒ１、Ｒ２は水素またはフッ素化された環状炭化水素基を含むフルオロアルキル基もしくはフルオロアルケニル基であり、Ｒ３は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基であり、Ｒ１およびＲ２のいずれか一方が水素である）で示されるフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物であり、この化合物を用いて、例えば磁気記録媒体の潤滑剤層を形成すれば、優れた潤滑性能が持続する磁気記録媒体が得られる。【選択図】  図１
2004250373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（ａ）：
【化１】
2004250373.tif 000021
（式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ、水素、またはフッ素化された環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基もしくはフルオロアルケニル基であり、Ｒ３は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基であり、Ｒ１およびＲ２のいずれか一方が水素である）
で示されるフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物。
【請求項２】
一般式（ａ）において、Ｒ１およびＲ２の一方が、フッ素化された脂環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基である、請求項１に記載のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物。
【請求項３】
一般式（ａ）において、Ｒ１およびＲ２の一方が、フッ素化された脂環式炭化水素基を置換基として末端に有するフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基である、請求項１に記載のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物。
【請求項４】
フッ素化された脂環式炭化水素基が、フッ素化された炭素数４〜８のシクロアルキル基である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物。
【請求項５】
潤滑剤用の請求項１〜４のいずれか１項に記載のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を少なくとも１種含んでなる潤滑剤。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を少なくとも１種含んでなる界面活性剤。
【請求項８】
非磁性支持体の上に磁性層として形成された強磁性金属膜、磁性層の上に形成された保護膜および保護膜の上に形成された潤滑剤層を有する磁気記録媒体であって、潤滑剤層が請求項１〜４のいずれか１項に記載のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を少なくとも１種含む磁気記録媒体。
【請求項９】
保護膜がダイヤモンドライクカーボンである請求項８に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
保護膜が表層部に含窒素プラズマ重合膜を有する炭素膜であり、潤滑剤層が炭素膜の含窒素プラズマ重合膜上に形成されていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法であって、保護膜の上に潤滑剤層を形成する工程が、炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒との混合有機溶媒に潤滑剤を溶解して調製した塗布液を保護膜の上に塗布する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項１２】
炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒との混合割合が重量比で１：９〜９：１の範囲内にあることを特徴とする請求項１１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高精度な潤滑性が要求される精密機械もしくは精密部品等に使用する潤滑剤、界面活性剤、離型剤および防錆剤等として有用な新規な含フッ素化合物、当該含フッ素化合物を含む界面活性剤および潤滑剤、ならびに当該潤滑剤を使用する磁気記録媒体およびその磁気記録媒体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録の分野においては、記録・再生機器のデジタル化、小型化および使用時間の長時間化等の高性能化に伴い、それに適した高密度磁気記録媒体の開発が活発に行なわれている。最近では塗布型磁気記録媒体に代わって、短波長記録に極めて有利な金属薄膜型磁気記録媒体が実用化されている。一般に、金属薄膜型磁気記録媒体とは、非磁性支持体上に、記録層として強磁性金属薄膜から成る磁性層を設けたテープおよびディスク等をいう。また、高密度磁気記録媒体の記録・再生に用いられる磁気記録媒体システムとしては、例えば、デジタルビデオデッキやハードディスクドライブが挙げられる。
【０００３】
デジタルビデオテープに代表される金属薄膜型磁気記録媒体においては、磁性層は極めて良好な表面性を有する、すなわち磁性層の面の粗度が小さい。そのため、磁性層と磁気ヘッドとの接触面積が増えるので、磁性層は信号の記録・再生の過程において磁気ヘッドと高速摺動する間に大きな摩擦力を受けて磨耗されやすい。磁性層の磨耗は、磁気記録媒体の走行耐久性あるいはスチル耐久性等に大きな影響を与えるため、これを低減させることは金属薄膜型磁気記録媒体の研究開発において大きな課題となっている。
【０００４】
そこで磁性層表面に潤滑剤層を設けることによって磨耗を低減し、走行耐久性およびスチル耐久性を改善しようとする試みがなされている。潤滑剤層を設ける場合、磁気記録媒体と磁気ヘッドとのスペーシングロスによる出力低下を極力抑えて高出力化を図るべく、磁性層表面の潤滑剤層は僅か数ｎｍの厚さで潤滑特性を発揮することが求められている。
【０００５】
また、一般的なハードディスクドライブにおいてはＣＳＳ（コンタクト・スタート・ストップ）方式が採用されている。ＣＳＳ方式とは、高密度磁気記録媒体であるハードディスクが停止している状態では磁気ヘッドがディスクに接触し、起動時にハードディスクが高速回転し始めると、これに伴って発生する空気流により磁気ヘッドがディスク表面から浮上し、この状態で記録・再生が行われる方式である。そして、停止時にディスクの回転が減速され、再び磁気ヘッドはハードディスクと接触するようになる。
【０００６】
このＣＳＳ方式においてはディスクの運転停止時あるいは起動開始時に磁気ヘッドがハードディスク表面を擦って走行するので、そのときに加わる摩擦力が大きな問題となっている。ハードディスクドライブの信頼性を保つにはＣＳＳ走行試験後の媒体の摩擦係数が初期と同じであることが望まれる。しかし、表面平坦性が高い、すなわち粗度の小さな磁気ディスクでは、この要求を満たすことは難しい。また、ハードディスクが高速で回転している際に、ヘッドと媒体とが衝突する、いわゆるヘッドクラッシュも解決すべき課題の１つである。そして、ヘッドクラッシュが発生する要因の一つとして、磁気記録媒体が適当な保護膜および潤滑剤層を有していないことが挙げられる。
【０００７】
そこで、磁気記録媒体に適した潤滑剤が広く検討されている。その１つとしてフッ素系化合物がある。フッ素系化合物は優れた潤滑特性を示すため、各種フッ素系化合物の使用が提案されている。（例えば、特許文献１、２等参照）
【０００８】
しかしながら、さらなる高記録密度化に伴い、ＭＲヘッドまたはＧＭＲヘッドの搭載ならびにコンタクト記録方式の採用等、新たな技術へ対応していくことを検討する必要がある。そのためには磁気記録媒体に用いる潤滑剤の特性をより向上させる必要がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１５０５３０号公報
【特許文献２】
特開２００２−３２２２７０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
磁気記録媒体に用いられる潤滑剤には、低温環境で使用した場合でも優れた潤滑特性を発揮すること、極めて薄く塗布しても良好な潤滑特性を発揮すること、磁気記録媒体が長時間使用される場合でも潤滑特性が維持されること、磁気ヘッドへの粉付きが少ないこと、等が要求される。ここで、粉つきとは、磁気記録媒体を記録再生装置で走行させたときに、磁気ヘッドとの接触により潤滑剤が磁気記録媒体から削りとられ、削りとられた潤滑剤の粉が磁気ヘッド表面に蓄積されることをいう。
【００１１】
これまでにも、前記要求を満たすように、種々の潤滑剤が提案され、実用に供されてきた。しかしながら、磁気記録媒体の性能向上に伴って、潤滑剤に関する要求水準もより高くなっている。そのため、磁気記録媒体の分野においては、より優れた特性を有する潤滑剤が常に求められている。
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、磁気記録媒体の潤滑剤として使用するのに適した化合物であって、様々な使用条件下で優れた潤滑特性を維持するとともに、長時間の使用においても潤滑効果が持続し、且つ粉つきが少ない潤滑剤を構成し得る化合物を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第一の要旨において、本発明は特定の構造を有する合フッ素化合物を提供する。かかる化合物は、一般式（ａ）で示される。
【化２】
2004250373.tif 000003
（式中、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれ、水素、またはフッ素化された環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基もしくはフルオロアルケニル基であり、Ｒ３は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基であり、Ｒ１およびＲ２のいずれか一方が水素である）
【００１４】
本発明の含フッ素化合物は、一分子中に１個のカルボキシル基と、１個のエステル結合を有し、フッ素化された環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基もしくはフルオロアルケニル基を有する。ここで、フッ素化された環式炭化水素基とは、水素の一部または全部がフッ素で置換された環式炭化水素基をいい、環式炭化水素基には、芳香族炭化水素基、脂環式炭化水素基、および縮合多環式炭化水素基が含まれる。この構造により、本発明の化合物は優れた潤滑特性を発揮し、本発明の化合物が特に磁気記録媒体の潤滑剤層用の潤滑剤に含まれる場合、これを使用した磁気記録媒体は優れた潤滑特性を示す。したがって、本発明はまた、上記本発明の化合物を、潤滑剤を構成する化合物として提供するものである。
【００１５】
第二の要旨において、本発明は、上記本発明の化合物を少なくとも１種含んで成る潤滑剤を提供する。本発明の潤滑剤は、特に金属薄膜型磁気記録媒体の潤滑剤層を構成するのに適している。
【００１６】
第三の要旨において、本発明は、非磁性支持体の上に磁性層として形成された強磁性金属膜、磁性層の上に形成された保護膜および保護膜の上に形成された潤滑剤層を有する磁気記録媒体であって、潤滑剤層が本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸を少なくとも１種含む磁気記録媒体を提供する。
【００１７】
第四の要旨において、本発明は、上記本発明の磁気記録媒体の製造方法を提供する。本発明の磁気記録媒体の製造方法は、その潤滑剤層の形成工程に特徴を有し、それ以外の工程は従来の磁気記録媒体の製造方法で用いられている工程であってよい。本発明の製造方法における潤滑剤層の形成工程は、炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒との混合有機溶媒に、潤滑剤層を構成する化合物（即ち、潤滑剤）を溶解して調製した塗布液を保護膜上に塗布する工程を含むことを特徴とする。炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒とを組み合わせた混合溶媒を使用することにより、塗布ムラが極めて少ない均一な薄い潤滑剤層が形成され得る。したがって、本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、優れた潤滑性能を有する実用信頼性の高い磁気記録媒体を得ることが可能である。
【００１８】
第五の要旨において、本発明は、上記本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を少なくとも１種含む界面活性剤を提供する。本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸は、親水基であるカルボキシル基を有し、これが界面に強固に吸着するとともに、含フッ素鎖が表面に配向することにより低表面エネルギー面を形成するため、優れた界面活性効果を示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について説明する。
本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸は一般式（ａ）で示され、分子内に１個のカルボキシル基と、１個のエステル結合を有し、フッ素化された環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基もしくはフルオロアルケニル基を含む。
【化３】
2004250373.tif 000004
一般式（ａ）において、Ｒ１、Ｒ２は水素またはフッ素化された環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基もしくはフルオロアルケニル基であり、Ｒ３は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基であり、Ｒ１およびＲ２のいずれか一方が水素である。したがって、一般式（ａ）で示される化合物には、▲１▼Ｒ１が水素であってＲ２がフッ素化された環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基であり、Ｒ３が脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基である化合物と、▲２▼Ｒ１がフッ素化された環式炭化水素基を置換基として有するフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基であって、Ｒ２が水素であり、Ｒ３が脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基である化合物とが含まれる。
【００２０】
フッ素化された環式炭化水素基は、前述のように一部または全部の水素がフッ素で置換された芳香族炭化水素基、脂環式炭化水素基、および縮合多環式炭化水素基から選択される置換基である。Ｒ１またはＲ２は好ましくは脂環式炭化水素基を有し、より好ましくは脂環式飽和炭化水素基（即ち、シクロアルキル基）を有する。フッ素化された環式炭化水素基は、全部の水素がフッ素で置換されていることが好ましい。環式炭化水素基は、フルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基の水素またはフッ素と置換する。環式炭化水素基は、フルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基のいずれの炭素に結合していてもよく、例えば、側鎖基として結合していてよい。環式炭化水素基は、フルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基の末端の炭素に結合していることが好ましい。
【００２１】
Ｒ１またはＲ２の主鎖であるフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基は、水素の一部または全部がフッ素で置換されたアルキル基またはアルケニル基である。後述するように、一般式（ａ）で示される化合物を、無水コハク酸とフルオロアルキルアルコールとを反応させて合成する場合には、Ｒ１またはＲ２は使用するフルオロアルキルアルコールの種類によって決定される。フルオロアルキルアルコールがＲｆ−ＯＨ（Ｒｆはフッ素化された環式炭化水素基を有するフルオロアルキル基）で示される場合、Ｒ１またはＲ２はＲｆとなる。
【００２２】
一般式（ａ）で示される化合物において、フッ素化された環式炭化水素基の炭素数は、好ましくは４〜８である。この置換基を有するフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基の炭素数（環式炭化水素基の炭素数と、それが結合している主鎖の炭素数の和）は、好ましくは６〜２０であり、より好ましくは６〜１２である。フッ素化された環式炭化水素を有するフルオロアルキル基またはフルオロアルケニル基の炭素数を６〜２０にすることで、有機溶媒への溶解性と良好な潤滑特性を満足できる。
【００２３】
Ｒ１またはＲ２は、具体的には、２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロペンチルプロピル基、３，３，４，４−テトラフルオロ−４−パーフルオロシクロペンチルブチル基、２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロヘキシルプロピル基、３，３，４，４−テトラフルオロ−４−パーフルオロシクロヘキシルブチル基、２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロオクチルプロピル基、３，３，４，４−テトラフルオロ−４−パーフルオロシクロオクチルブチル基、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロ−４−パーフルオロシクロヘキシルブチル基、および３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロ−５−パーフルオロシクロヘキシルペンチル基から選択される基であることが好ましい。
【００２４】
一般式（ａ）において、Ｒ３は脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基を表す。脂肪族アルキル基または脂肪族アルケニル基の炭素数は、好ましくは１〜２２であり、より好ましくは８〜１８である。炭素数が２２を超えると有機溶媒への溶解性が減少する。そのため、この化合物を用いて後述する方法に従って磁気記録媒体を製造する際に、有機溶媒を用いて、例えば炭素膜の表面に均一な潤滑剤層を形成することが困難となる。一般式（ａ）で示される化合物を、後述するようにアルキル無水コハク酸またはアルケニル無水コハク酸とフルオロアルキルアルコールとを反応させて合成する場合には、無水コハク酸に結合しているアルキル基またはアルケニル基がＲ３となる。
【００２５】
一般式（ａ）で示される化合物は、アルキル無水コハク酸またはアルケニル無水コハク酸と、フッ素化された環式炭化水素基を有するフルオロアルキルアルコールとを加熱攪拌することによって製造される。加熱温度は６０〜１２０℃であり、好ましくは８０〜１００℃である。加熱温度が６０℃未満であると多くの未反応物が残る傾向にある。一方、加熱温度が１００℃を越えると副生成物が生成される傾向にある。
【００２６】
使用できるアルキル無水コハク酸およびアルケニル無水コハク酸としては、メチル無水コハク酸、エチル無水コハク酸、ブチル無水コハク酸、プロピル無水コハク酸、ヘキシル無水コハク酸、ヘプチル無水コハク酸、オクチル無水コハク酸、ノニル無水コハク酸、デシル無水コハク酸、ウンデシル無水コハク酸、ドデシル無水コハク酸、トリデシル無水コハク酸、テトラデシル無水コハク酸、ペンタデシル無水コハク酸、ヘキサデシル無水コハク酸、ヘプタデシル無水コハク酸、オクタデシル無水コハク酸、ノナデシル無水コハク酸、イコシル無水コハク酸およびドコセニル無水コハク酸等がある。
【００２７】
使用できるフッ素化された環式炭化水素基を有するフルオロアルキルアルコールとしては２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロペンチルプロパノール、３，３，４，４−テトラフルオロ−４−パーフルオロシクロペンチルブタノール、２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロヘキシルプロパノール、３，３，４，４−テトラフルオロ−４−パーフルオロシクロヘキシルブタノール、２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロオクチルプロパノール、３，３，４，４−テトラフルオロ−４−パーフルオロシクロオクチルブタノール、２，２，３，３，４，４−ヘキサフルオロ−４−パーフルオロシクロヘキシルブタノール、および３，３，４，４，５，５−ヘキサフルオロ−５−パーフルオロシクロヘキシルペンタノール等がある。
【００２８】
混合加熱攪拌は、好ましくは適当な溶媒の存在下で実施される。溶媒は、例えば、ノルマルヘプタンまたはノルマルオクタン等である。また、必要に応じて、触媒を反応系に加えてよい。触媒としては、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸、硫酸等を使用できる。
【００２９】
得られた混合物から、減圧蒸留により溶媒を除去し、残留を有機溶媒で抽出して、目的化合物を分離する。分離した化合物は、赤外分光分析（ＩＲ）、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）および有機質量分析（ＦＤ−ＭＳ）により同定することができる。
【００３０】
一般に、生成物は先に説明した▲１▼および▲２▼の構造の化合物を含む。▲１▼および▲２▼の構造の化合物は互いに構造異性の関係にある。▲１▼および▲２▼の構造の化合物を含む混合物は、上述の溶媒抽出の後、例えばカラムクロマトグラフィーにより各化合物に単離できる。但し、▲１▼および▲２▼の構造の化合物が混合されたものは分離する必要は必ずしも無く、両者が混合したものを潤滑剤または界面活性剤としてそのまま使用することができる。
【００３１】
このようにして得られる本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物は潤滑剤を構成する材料として有用である。そして、本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を少なくとも１種含んで成る本発明の潤滑剤は、例えば、磁気記録媒体の潤滑剤層を構成するのに適している。本発明の潤滑剤は、本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を１種のみ含むものであってよく、あるいは２種以上含む組成物であってもよい。
【００３２】
本発明の潤滑剤は、本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物のみで構成されてもよいが、それ以外に他の潤滑剤、防錆剤および極圧剤等が適宜含まれて成る組成物であってもよい。その場合、本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物の占める割合は、組成物の全量に対して３０重量％以上であることが好ましく、５０重量％以上であることがより好ましい。本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物の占める割合が３０重量％未満であると、例えばこの組成物で磁気記録媒体の潤滑剤層を形成した場合、良好な潤滑特性を磁気記録媒体に付与することができない場合がある。
【００３３】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体の上に磁性層として形成された強磁性金属膜、磁性層の上に形成された保護膜および保護膜の上に形成された潤滑剤層を有する磁気記録媒体であって、潤滑剤層が本発明の潤滑剤を含むものである。すなわち、潤滑剤層は、一般式（ａ）で示される本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を少なくとも１種含んで成る潤滑剤を含有する。潤滑剤層中に含まれる本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物の量は、潤滑剤層の表面１ｍ２当たり０．０５〜１００ｍｇであることが好ましく、０．１〜５０ｍｇであることがより好ましい。潤滑剤層にこのような少量のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を均一に存在させるために、本発明の磁気記録媒体の潤滑剤層は次の方法で形成することが望ましい。
【００３４】
潤滑剤層は、常套の材料および手段を用いて非磁性支持体の上に強磁性金属膜および保護膜をこの順に形成した後、保護膜上に形成する。潤滑剤層の形成工程は、炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒との混合溶媒に本発明の潤滑剤を溶解して調製した塗布液を保護膜上に塗布する工程、ならびに塗布した塗布液を乾燥して混合溶媒を蒸発させる工程を含む。最終的に混合溶媒が蒸発することにより、保護膜上には溶媒に溶解した潤滑剤が残って潤滑剤層を形成する。従って、塗布液を厚く塗布しても、溶媒が蒸発することにより、保護膜上には均一で非常に薄い潤滑剤層、すなわち少量の潤滑剤が保護膜を均一に被覆した潤滑剤層が形成される。
【００３５】
本発明で使用できる炭化水素系溶媒は、例えば、トルエン、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、キシレンおよびケトン等である。本発明で使用できるアルコール系溶媒は、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコールおよびブチルアルコール等の低級アルコールである。混合有機溶媒は、具体的には、トルエンとイソプロピルアルコールの混合溶媒、ヘキサンとイソプロピルアルコールの混合溶媒、またはヘプタンとイソプロピルアルコールの混合溶媒であることが好ましい。アルコール系溶媒の割合が大きすぎると塗布ムラが生じやすく、一方、炭化水素系溶媒の割合が大きすぎるとコスト面で不利であるため、両者は、混合割合が重量比で１：９〜９：１の範囲、好ましくは３：７〜７：３の範囲となるように混合して使用することが好ましい。
【００３６】
塗布液の濃度および塗布厚は、溶媒が蒸発した後に保護膜上に形成される潤滑剤層が所望の厚さになるように塗布する。一般には、潤滑剤の濃度が１００〜１００００ｐｐｍである塗布液を、１０〜１００μｍの厚さとなるように塗布することが好ましい。
【００３７】
上記混合溶媒を用いて潤滑剤層を形成する方法としては、バーコーティング法、グラビアコーティング法、リバースロールコーティング法、ダイコーティング法、ディップコーティング法およびスピンコーティング法等の湿式塗布法または有機蒸着法があり、いずれの方法を採用してもよい。
【００３８】
塗布液を塗布した後、乾燥処理して有機溶媒を蒸発させると、保護膜上に潤滑剤層が形成される。乾燥処理は、加熱あるいは自然乾燥によって実施することができる。そして、最終的に得られる潤滑剤層の厚さは３〜５ｎｍ程度とすることが好ましい。ただし、潤滑剤の組成に応じて潤滑剤層の厚さの最適範囲が存在するため、潤滑剤層の厚さは必ずしもこの範囲に限定されるものではない。
【００３９】
このように、所定の混合有機溶媒を用いることにより、塗布ムラのない均一な厚さの潤滑剤層が得られ、しかも溶媒が最終的に蒸発した後には数ｎｍという非常に薄い潤滑剤層を形成することができる。その結果、優れた潤滑性能を有し、また使用中の粉つきの少ない実用信頼性の高い磁気記録媒体が得られる。
【００４０】
先に述べたとおり、本発明の磁気記録媒体は、潤滑剤層以外の層に関しては、常套の材料および手段を採用して形成することができる。
【００４１】
例えば、非磁性支持体は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミド、もしくは芳香族ポリイミドからなるフイルム；ポリ塩化ビニルもしくはポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂からなるフィルム；ポリカーボネート、ガラス、セラミック、アルミニウムもしくは銅等の金属、アルミニウム合金もしくはチタン合金等の軽金属、または単結晶シリコン等から成る基板；あるいは紙であってよい。非磁性支持体としてアルミニウム合金から成る基板またはガラス基板等の剛性の大きい基板を使用する場合には、アルマイト処理等により基板表面に酸化被膜やＮｉ−Ｐ被膜等を形成してその表面を硬くしてもよい。
【００４２】
非磁性支持体の強磁性金属膜が形成される表面（即ち、磁性層と接する側の面）には、実用信頼性と良好なＲＦ出力値とを両立するために、直径２０〜７００ｎｍ、高さ５〜７０ｎｍの突起形成処理が施されていることが望ましい。突起は、具体的には、例えば、ＳｉＯ２またはＺｎＯ等の無機物質から成る超微粒子、あるいはイミド等の有機物質から成る超微粒子を非磁性支持体の表面に分散し固着させることにより形成される。あるいは、突起はそのような微粒子を含む高分子材料をフィルムに成形することにより形成される。
【００４３】
本発明の磁気記録媒体において、磁性層は強磁性金属膜である。磁性層に適した強磁性金属としては、Ｆｅ系金属、Ｃｏ系金属、およびＮｉ系金属がある。本発明においてはＣｏ系金属で磁性層を形成することが特に好ましい。ここで、「Ｃｏ系金属」とは、コバルト、およびコバルトを主成分として好ましくは５０原子％以上含む合金をいう。「Ｆｅ系金属」および「Ｎｉ系金属」も同様である。
【００４４】
強磁性金属膜は、具体的には、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉ、ならびにＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｐｄ、Ｃｏ−Ｓｎ、Ｃｏ−Ａｕ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐｔ−ＣｒおよびＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等の合金から選択される１または複数の材料で形成される。強磁性金属膜は酸素を含んでいてよく、酸素はこれらの金属または合金の酸化物の形態で含まれていてよい。強磁性金属膜は、単層膜の形態であってもよく、あるいは多層膜の形態であってもよい。
【００４５】
強磁性金属膜はイオンプレーティング法、スパッタリング法または電子ビーム蒸着法等で形成することができる。強磁性金属膜を酸素雰囲気下で形成すれば、強磁性金属膜に酸素が含まれることとなる。強磁性金属膜の厚さは一般に３０ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００４６】
保護膜は、好ましくは炭素膜である。炭素膜は、ビッカース硬度が約２．４５×１０４Ｎ／ｍｍ２（約２５００ｋｇ／ｍｍ２）と高く、磁気記録媒体のダメージを潤滑剤層と共に防止する。実用信頼性と出力とのバランスを考慮すれば、その厚さは１〜２０ｎｍであることが好ましい。
【００４７】
炭素膜は、炭化水素ガスのみ、もしくは炭化水素ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法により形成されるグラファイト状カーボンまたはダイヤモンドライクカーボンであることが好ましい。ダイヤモンドライクカーボンは適度な硬度を有し、磁気ヘッドを損傷することなく磁気記録媒体の損傷を抑制し得ることから、最も好ましい材料である。
【００４８】
炭素膜は、具体的には、真空容器中に炭化水素ガスまたは炭化水素ガスとアルゴン等の不活性ガスの混合ガスを導入し、容器内の圧力を０．１３〜１３０Ｐａに保った状態で真空容器内部で放電を発生させ、炭化水素ガスのプラズマを発生させることにより、強磁性金属膜上に形成する。放電形式は外部電極方式および内部電極方式のいずれでもよく、放電周波数は実験的に決めることができる。また、非磁性支持体側に配置される電極に０ｋＶから−３ｋＶの電圧を印加することによって、炭素膜の硬度を増大させることができ、また、炭素膜と強磁性金属膜との密着性を向上させることができる。炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンまたはベンゼン等を用いることができる。
【００４９】
なお、硬質の炭素膜を形成するためには、放電エネルギーを大きくすることが望ましく、併せて非磁性支持体の温度を高温に維持することが望ましい。例えば、放電エネルギーは、交流電流、例えば高周波電流と直流電流を重畳して実効値を６００Ｖ以上にすることが望ましい。
【００５０】
本発明においては、炭素膜の表層部に含窒素プラズマ重合膜を形成し、潤滑剤層が炭素膜の含窒素プラズマ重合膜上に形成されていることが好ましい。含窒素プラズマ重合により炭素膜の表層部にアミノ基が存在することとなり、その結果、潤滑剤層と炭素膜との間の付着強度がより大きくなり、磁気記録媒体の耐久性がより向上することとなる。そして、潤滑剤層に特定の含フッ素化合物等を含有させることと相俟って、電磁変換特性が損なわれることなく優れた潤滑性能を示すとともに、走行耐久性が向上し、かつ粉つきの少ない実用信頼性の高い磁気記録媒体が得られる。
【００５１】
含窒素プラズマ重合膜は、真空容器中にプロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミンもしくはテトラメチレンジアミン等のアミン化合物をガス化して導入し、容器内の圧力を０．１３〜１３０Ｐａに保った状態で、真空容器内部に高周波放電を生じさせて形成する。含窒素プラズマ重合膜を形成することにより上記特定の含フッ素化合物を含む潤滑剤の化学吸着力が向上し、その結果、潤滑剤層と炭素膜との間の付着強度が向上する。含窒素プラズマ重合膜の膜厚は３ｎｍ未満が適当であり、これよりも含窒素プラズマ重合膜が厚い場合には炭素膜の保護効果が低下する。なお、炭素膜の表層部に含窒素プラズマ重合膜を形成する方法は、米国特許第５５４０９５７号および第５６３７３９３号に開示されており、この引用によりこれらの特許に開示された内容は本明細書の一部を構成する。
【００５２】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体の磁性層が形成された面とは反対の面にバックコート層を有してよい。バックコート層は、ポリウレタン、ニトロセルロース、ポリエステル、カーボンおよび炭酸カルシウム等から選ばれる１つもしくは複数の材料により形成される層であってよく、あるいは、金属、金属酸化物または合金から成る薄膜であってよい。バックコート層の厚さは約５０〜５００ｎｍとすることが好ましい。
【００５３】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００５４】
（実施例１）
＜化合物（ａ１）の合成＞
下記の化学式（ａ１）で示される化合物を合成した。
【化４】
2004250373.tif 000005
【００５５】
化学式（ａ１）で示される化合物の製造方法を説明する。出発原料は化学式（ｂ１）で示されるオクチル無水コハク酸１０．６ｇ（０．０５モル）と化学式（ｃ１）で示される２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロヘキシルプロパノール２０．６ｇ（０．０５モル）である。
【００５６】
【化５】
2004250373.tif 000006
【００５７】
【化６】
2004250373.tif 000007
【００５８】
上記の原料、ｐ−トルエンスルホン酸０．３ｇ、およびノルマルオクタン２００ｍｌを撹拌翼を備えた２５０ｍｌのフラスコに投入し、９０℃にて２４時間攪拌して反応させた。反応終了後、硫酸ナトリウム水溶液を加え、分液漏斗にて水溶液の分離を行い、ｐ−トルエンスルホン酸を除去した。この後、ノルマルオクタンを留去し、反応混合物をアセトンに溶解し、０℃に冷却して未反応のオクチル無水コハク酸を除去した。さらに、アセトンを留去し、反応混合物をヘプタンに溶解して−１０℃に冷却して再結晶を行い、白色固体１６．２ｇを得た。この白色固体はＩＲ、ＧＰＣおよびＦＤ−ＭＳにより、出発原料および副生成物を含まない化学式（ａ１）で示される化合物であることが確認された。この化合物の赤外スペクトルを図１に示すとともに、ＩＲ吸収スペクトル、ならびにＧＰＣおよびＦＤ−ＭＳから判った事項を以下にまとめる。
【００５９】
ＩＲ；酸無水物の１，７７５ｃｍ−１の吸収ピークおよびアルコールの３，３３０ｃｍ−１の吸収ピーク消滅、カルボン酸の１，７１０ｃｍ−１、エステルの１，７６０ｃｍ−１の吸収ピーク出現。
ＧＰＣ；オクチル無水コハク酸、２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロヘキシルプロパノール、ともに検出されず。
ＦＤ−ＭＳ；ｍ／ｅ  ６２４に主ピーク有り。
【００６０】
上記においては、化学式（ａ１）のみを得られた生成物として示しているが、上記の方法で製造した生成物は、それに加えて、下記化学式（ａ１’）で示される化合物を含む混合物として得られる。上記ＩＲ、ＧＰＣおよびＭＳは化学式（ａ１）で示される化合物を単離して測定したものである。
【００６１】
【化７】
2004250373.tif 000008
【００６２】
化学式（ａ１’）で示される化合物もまた、化学式（ａ１）で示される化合物と同じ性質を有し、潤滑剤として有用である。化学式（ａ１）および（ａ１’）で示される化合物は、互いに構造異性の関係にある。これらの化合物は上記の製造方法に従って製造した場合に、生成物中に含まれる。これらの化合物は、それぞれ単離して潤滑剤として使用してよい。あるいは、化学式（ａ１）および（ａ１’）で示される化合物を分離することなく、生成物（即ち構造異性体を含む混合物）をそのまま潤滑剤として使用してよい。
【００６３】
＜化合物（ａ２）〜（ａ３）の合成＞
オクチル無水コハク酸および２，２，３，３−テトラフルオロ−３−パーフルオロシクロヘキシルプロパノールに代えて、化学式（ｂ２）で示される化合物および化学式（ｃ２）で示される化合物を使用して、化学式（ａ１）で示される化合物の製造方法と同じ方法で、化学式（ａ２）で示される化合物を製造した。同様にして、化学式（ｂ３）で示される化合物および化学式（ｃ３）で示される化合物を使用して、化学式（ａ３）で示される化合物を製造した。下記の化学式（ａ２）および（ａ３）で示される化合物は、実際の合成においては構造異性体とともに得られる。
【００６４】
【化８】
2004250373.tif 000009
【００６５】
【化９】
2004250373.tif 000010
【００６６】
【化１０】
2004250373.tif 000011
【００６７】
【化１１】
2004250373.tif 000012
【００６８】
【化１２】
2004250373.tif 000013
【００６９】
【化１３】
2004250373.tif 000014
【００７０】
実施例２〜５において、本発明の磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法の実施例を説明する。
【００７１】
（実施例２）
非磁性支持体として、表面に粒状突起を有するポリエステルフィルムを用意した。具体的には、▲１▼シリカ微粒子を含む高分子材料をフィルムに成形することにより形成された勾配のゆるやかな突起（平均高さ７ｎｍ、直径１μｍ）を１００μｍ２当たり数個有し、かつ▲２▼直径１５ｎｍのシリカコロイド粒子が紫外線硬化エポキシ樹脂でポリエステルフィルム表面に固着されて形成された急峻な突起を１ｍｍ２当り１×１０７個有するポリエステルフィルムを使用した。本実施例で使用したポリエステルフィルムは、重合触媒の残さに由来する微粒子によってフィルム表面に形成される比較的大きな突起の数が極めて少ないものであった。
【００７２】
ポリエステルフィルムの粒状突起が形成された面に、連続真空斜め蒸着法によりＣｏから成る強磁性金属膜（膜厚１００ｎｍ）を微量の酸素の存在下で形成した。強磁性金属膜中の酸素含有量は原子分率で５％であった。
【００７３】
次に、強磁性金属膜の上に、プラズマＣＶＤ法によってダイヤモンドライクカーボンから成る厚さ５ｎｍの保護膜を形成した。保護膜は、真空容器中にヘキサンガスとアルゴンガスとを４：１の比（圧力比）で混合したガスを導入し、トータルガス圧を３９Ｐａに保ちながら、周波数２０ｋＨｚ、電圧１５００Ｖの交流と１０００Ｖの直流を重畳し、これを放電管内の電極に印加することにより形成した。さらに、炭素膜上にプロピルアミンガスを導入し、６．５Ｐａの圧力を保った状態で１０ｋＨｚの高周波プラズマ処理を行ない、炭素膜の表層部に厚さ２．５ｎｍの含窒素プラズマ重合膜を形成した。
【００７４】
続いて、実施例１で製造した化学式（ａ１）で示されるフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物を、イソプロピルアルコールとトルエンとの混合有機溶媒（重量比１：１）に溶解して塗布液を調製した。本実施例においては、化学式（ａ１）で示される化合物とともに生成された化学式（ａ１’）で示される構造異性体を含むものを分離することなく潤滑剤として使用した（以下の実施例においても同じ）。
【００７５】
調製した塗布液をリバースロールコータを用いて保護膜上に湿式塗布法で塗布した後、乾燥処理して溶媒を蒸発させた。最終的に保護膜上には、潤滑剤を表面１ｍ２あたり８ｍｇ含有する潤滑剤層が形成された。これを所定幅に裁断して磁気テープを作製した。
【００７６】
（実施例３）
化学式（ａ１）で示される化合物に代えて、化学式（ａ２）で示される化合物を使用して、実施例２と同様の方法で磁気テープを作製した。
【００７７】
（実施例４）
化学式（ａ１）で示される化合物に代えて、化学式（ａ３）で示される化合物を使用して、実施例２と同様の方法で磁気テープを作製した。
【００７８】
（実施例５）
化学式（ａ１）で示される化合物に代えて、化学式（ａ１）で示される化合物と、公知の潤滑剤である化学式（ｘ１）で示される化合物を重量比で１：１の割合で混合した混合物を用いて潤滑剤層を形成したことを除いては、実施例２と同様の方法で磁気テープを作製した。
【００７９】
【化１４】
2004250373.tif 000015
（比較例１）
化学式（ａ１）で示される化合物に代えて、公知の潤滑剤である化学式（ｘ２）で示される化合物を使用して、実施例２と同様の方法で磁気テープを作製した。
【００８０】
【化１５】
2004250373.tif 000016
【００８１】
（比較例２）
化学式（ａ１）で示される化合物に代えて、公知の潤滑剤である化学式（ｘ３）で示される化合物を使用して、実施例２と同様の方法で磁気テープを作製した。
【００８２】
【化１６】
2004250373.tif 000017
【００８３】
（比較例３）
化学式（ａ１）で示される化合物に代えて、化学式（ｘ４）で示される化合物を使用して、実施例２と同様の方法で磁気テープを作製した。
【００８４】
【化１７】
2004250373.tif 000018
【００８５】
（比較例４）
化学式（ａ１）で示される化合物に代えて、化学式（ｘ５）で示される化合物を使用して、実施例２と同様の方法で磁気テープを作製した。
【００８６】
【化１８】
2004250373.tif 000019
【００８７】
実施例１〜５および比較例１〜４で得られた磁気テープ試料について、それぞれ下記の評価を行った。
【００８８】
（Ｉ）走行性試験
各試料を、巻き付け角９０°でステンレスのガイドピンに巻き付け、テンション０．２Ｎの条件で試料を１８ｍｍ／秒の速度で巻き出し、同じ速度で巻き取り、巻き取り側においてテンションを測定した。巻き取り側のテンションと巻き出し側のテンションとの比からオイラーの式より動摩擦係数を計算して求めた。ここでは、巻き出しおよび巻取りの１セットを１パスとして、１００パス目および１０００パス目における摩擦係数を計算した。走行性試験は、２３℃、６０％ＲＨの環境下で実施した。
【００８９】
（ＩＩ）耐久性試験
耐久性は、ヘッド目詰まりおよび粉つきで評価した。ＲＦ（高周波）出力測定用に改造した市販デジタルＶＴＲ（松下電器産業（株）製、ＮＶ−ＤＪ１）を用い、各試料を２３℃、６０％ＲＨの環境下で１００パス、１３３時間繰り返し再生を行い、再生中のＲＦ出力からヘッド目詰まりを測定した。この繰り返し再生中、ＲＦ出力が６ｄＢ以上低下したときにヘッド目詰まりが発生したものとし、そのような低下が測定された時間を合計した時間をヘッド目詰まりとした。また、繰り返し再生後の磁気ヘッドを光学顕微鏡を用いて観察し、磁気ヘッドに付着している粉つきを観察した。粉つきは５段階で評価し粉つきがほとんど見られないレベルを５、粉つきがヘッド面積に対し３０％以下であり出力に影響しないレベルを４、粉つきがヘッド面積に対し５０％以下であり出力に影響しないレベルを３、粉つきがヘッド面積に対し５０％以下であり出力に影響するレベルを２、粉つきがヘッド面積に対し５０％以上であるレベルを１とした。
各試験の評価結果を表１に示す。
【表１】
2004250373.tif 000020
【００９０】
表１から明らかなように、本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物で潤滑剤層を形成した実施例２〜５の磁気テープ試料においては、摩擦係数の上昇が少なく、優れた走行性を有していた。このことから、本発明の化合物が優れた潤滑性能を有することが判る。さらに、実施例２〜５の磁気テープ試料は、いずれもヘッド目詰まり時間が短かく、また、粉つきが少なく、優れた耐久性を示した。一方、比較例１〜３の磁気テープ試料は、走行性および耐久性ともに実施例２〜５の試料より劣っていた。比較例４のテープは、実施例と同程度の走行性を示したが、耐久性の点で劣っていた。このことから、本発明の化合物で磁気記録媒体の潤滑剤層を形成したときに、フッ素化された環状炭化水素基が磁気記録媒体の耐久性に寄与するものと考えられる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明のフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物は、優れた潤滑性能を示し潤滑剤として有用である。したがって、本発明の潤滑剤は、様々な機械、装置もしくは部品の潤滑剤として有用なものであり、特に磁気記録媒体の潤滑剤として有用である。本発明の化合物はまた、界面活性剤としても有用なものである。
【００９２】
本発明の潤滑剤を、非磁性支持体上に強磁性金属膜、保護膜および潤滑剤層がこの順に設けられて成る磁気記録媒体の潤滑剤層に用いることで、様々な使用条件下で優れた潤滑性を維持し、長時間使用された場合でも潤滑剤による潤滑効果が持続され、且つ粉つきが少ない磁気記録媒体、即ち、優れた走行性および耐久性を有する磁気記録媒体が得られる。この磁気記録媒体は、特にデジタルビデオテープレコーダやＨＤＤで用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で合成した化学式（ａ１）で示されるフッ素系モノエステルモノカルボン酸化合物の赤外分光分析の結果を示すグラフである。
【図１】
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