(57)【要約】【課題】  潤滑剤における耐熱性を定量的に測定することにより、高温下で安定した性能を示す磁気記録ディスクおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】  磁性層１２、保護層１３、および潤滑層１４が非磁性基板１１上にこの順で積層された磁気記録ディスク１において、潤滑層１４を構成する潤滑剤は、熱分析法において昇温速度を１０℃／分の条件で４０℃から５００℃まで昇温したとき、熱重量分析において３００℃における重量変化率が−２０％から−５０％までの範囲にあり、かつ、示差熱分析において最大ピークが３００℃付近に出現する組成物からなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、磁性層、保護層、および潤滑層が非磁性基板上にこの順で積層された磁気記録ディスクにおいて、
前記潤滑層を構成する潤滑剤は、熱分析法において昇温速度を１０℃／分の条件で４０℃から５００℃まで昇温したとき、熱重量分析において３００℃における重量変化率が−２０％から−５０％までの範囲にあり、かつ、示差熱分析において最大ピークが３００℃付近に出現する組成物からなることを特徴とする磁気記録ディスク。
【請求項２】
前記重量変化率が−２５％から−４０％までの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ディスク。
【請求項３】
前記潤滑剤は、以下の化学式
【化１】
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で表わされるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分として含む組成物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録ディスク。
【請求項４】
少なくとも、磁性層、保護層、および潤滑層が非磁性基板上にこの順で積層された磁気記録ディスクの製造方法において、
以下の化学式
【化２】
2007095234.tif 000007
で表わされるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とする組成物を精製して、熱分析法において昇温速度を１０℃／分の条件で４０℃から５００℃まで昇温したとき、熱重量分析において３００℃における重量変化率が−２０％から−５０％までの範囲にあり、かつ、示差熱分析において最大ピークが３００℃付近に出現する潤滑剤を調製し、
当該潤滑剤を用いて前記潤滑層を形成することを特徴とする磁気記録ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録ディスクおよびその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、潤滑層の材料技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録ディスクでは、少なくとも、磁性層、保護層、および潤滑層が非磁性基板上にこの順で積層されており、潤滑層は、磁気記録ディスクと磁気ヘッドとが接触した際の衝撃を緩和する機能を担っている。ＨＤＤをはじめとする磁気記録ディスク駆動装置では、記録容量のさらなる増大化に伴い、磁気記録ディスクと磁気ヘッドとの隙間がさらに狭くなってきている。それ故、磁気記録ディスクと磁気ヘッドとが間欠的に接触する現象も起こりうる。磁気ヘッドと、高速に回転する磁気記録ディスクとが接触すると、接触した部分が摩擦により高温（閃光温度）になる。そのため、このような高温の条件下でも、熱による潤滑層の分解、蒸発などに起因した磁気記録ディスクの特性の劣化が生じないよう、耐熱性に優れた潤滑層を形成できる潤滑剤が求められている。
【０００３】
このような要求に対し、磁気記録ディスクの潤滑層を形成する潤滑剤には、高い耐熱性、長期安定性を持つソルベイソレクシス社のＦＯＭＢＬＩＮＥ  Ｚ系の潤滑剤が用いられることが多い。また、この潤滑剤における特性をさらに高めることを目的に、かかる組成物から不純物の除去、または分子量分布の適正化のために様々な精製が行われている。そして、精製を行う際、従来は、パラメータとして、重量平均分子量（Ｍｗ）、数平均分子量（Ｍｎ）が多く用いられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１９０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、重量平均分子量、数平均分子量は、高温下における潤滑剤の耐熱性を評価するパラメータとしては不十分であり、それ故、重量平均分子量、数平均分子量を指標として精製された潤滑剤は、高温下における耐熱性を備えているとは言い難い。
【０００５】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、潤滑剤における耐熱性を定量的に測定することにより、高温下で安定した性能を示す潤滑層を備えた磁気記録ディスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、少なくとも、磁性層、保護層、および潤滑層が非磁性基板上にこの順で積層された磁気記録ディスクにおいて、前記潤滑層を構成する潤滑剤は、熱分析法において昇温速度を１０℃／分の条件で４０℃から５００℃まで昇温したとき、熱重量分析において３００℃における重量変化率が−２０％から−５０％までの範囲にあり、かつ、示差熱分析において最大ピークが３００℃付近に出現する組成物からなることを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記潤滑剤は、前記重量変化率が−２５％から−４０％までの範囲にあることが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記潤滑剤は、例えば、以下の化学式で表わされるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分として含む組成物からなる。本願明細書における「主成分」とは、組成物全体において５０モル％以上を占めていることをいう。
【０００９】
【化１】
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【００１０】
本発明では、少なくとも、磁性層、保護層、および潤滑層が非磁性基板上にこの順で積層された磁気記録ディスクの製造方法において、以下の化学式で表わされるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とする組成物を精製して、熱分析法において昇温速度を１０℃／分の条件で４０℃から５００℃まで昇温したとき、熱重量分析において３００℃における重量変化率が−２０％から−５０％までの範囲にあり、かつ、示差熱分析において最大ピークが３００℃付近に出現する潤滑剤を調製し、当該潤滑剤を用いて前記潤滑層を形成することを特徴とする。
【００１１】
【化２】
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【発明の効果】
【００１２】
本発明では、潤滑剤を評価するにあたって、熱重量分析および示差熱分析の結果を用いるため、重量平均分子量や数平均分子量をパラメータとして用いた場合と比較して、磁気記録ディスクに実際に用いた際の耐熱性を正確に評価できる。それ故、本発明に係る潤滑剤を用いた磁気記録ディスクでは、磁気ヘッドと接触しても、潤滑層が熱分解、蒸発することを防止することができる。また、本発明では、潤滑剤に対して、熱重量分析を行った際の重量変化率に対して下限（重量減少率の絶対値の下限）を設定しているため、単なる熱的な安定性の他、スティックスリップ現象が発生しにくいという利点もある。それ故、本発明によれば、磁気記録ディスクの信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
[磁気記録ディスクの構成]
図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。これらの図に示すように、本形態の磁気記録ディスク１は、中心穴１１１を備えた円形の非磁性基板１１の表面に、下地層（図示せず）、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により形成された磁性層１２、プラズマＣＶＤ法により形成された保護層１３、および浸漬法により形成された潤滑層１４をこの順に積層した構造を有している。非磁性基板１１は、例えば、アルミノシリケートガラスなどの化学強化ガラスからなる。保護層１３は、例えば、厚さが５ｎｍの水素化カーボン（ダイヤモンドライクカーボン）からなり、耐摩耗性を向上させて磁性層１２を保護する機能を担っている。潤滑層１４は、例えば、厚さが１．２ｎｍの薄い高分子材料から構成され、磁気ヘッドと接触した際の衝撃を緩和する機能を担っている。このような潤滑層１４を浸漬法により形成するには、所定の潤滑剤を有機溶剤に溶解させた薬液中に、保護層１３を形成した磁気記録ディスク用基板を浸漬した後、引き上げ、加熱処理を施して潤滑層１４として定着させる。
【００１５】
[潤滑層の構成]
本発明では、かかる潤滑層１４として、熱分析法によって評価、選定された潤滑剤が用いられている。以下、熱分析法（熱重量分析、および示差熱分析）の測定原理について簡単に説明しておく。
【００１６】
（熱重量分析）
図２は、熱重量分析装置の概略構成を模式的に示す説明図である。熱分析法の１つである熱重量分析（ＴＧ）は、試料を加熱した際に生じる脱水や熱分解反応等に伴う重量変化を測定するものであり、図２に示す熱重量分析装置２００が用いられる。この熱重量分析装置２００は、支点２５、副支点２６の上で揺動する２つのビーム（主ビーム２３と副ビーム２４）が天秤を形成し、その両腕の先端には各々、アルミニウム容器からなる試料ホルダー２２が載置されている。試料ホルダー２２は加熱炉２７内に配置され、試料ホルダー２２の一方には基準物質２１が、他方には試料２０が載置される。なお、試料２０が載置されている腕側には、加除機構２９により負荷制御可能な校正用分銅２８が配置されており、これらにより、重力、機器の物理的変化等に起因した誤差の修正を行う。
【００１７】
ここで、加熱炉２７によって試料２０を所定温度まで加熱すると、試料２０に分解、脱水などが生じ、これにより試料２０の重量が変化する。試料２０に重量変化が起こると主ビーム２３、および副ビーム２４が傾き平衡位置からずれる。ビームの傾きは、光センサ等の位置検出器（図示せず）により検出される。位置検出器によりビームの傾きが検出されると、電磁力発生部（図示せず）にフィードバック電流を流してこれを補償するようにビームが駆動する。フィードバック電流は試料２０の重量変化に比例するので、フィードバック電流を測定することによって、温度変化に対する試料２０の重量変化を測定することが可能である。また、温度変化に対する試料２０の重量変化のデータは、温度変化に対する試料２０の重量変化率の変化に換算することができ、それが後述するＴＧ曲線である。
【００１８】
（示差熱分析）
熱分析法の１つである示差熱分析（ＤＴＡ）では、試料と、測定温度内で熱的変化を起こさない物質（基準物質）とを同一の加熱炉内に置き、加熱炉内で試料と基準試料とを所定の温度まで加熱し、加熱温度に対する、試料と基準試料との温度差を測定する。試料と基準物質とは外界の熱的影響を同じ条件下で受けるため、微少な熱的変化も検出可能となる。ここで、横軸に時間、または温度をとり、縦軸に試料と基準物質との温度差を、発熱反応が上向きのピークとなって表れるようにとり、得られたデータ群をプロットしたものが後述するＤＴＡ曲線である。
【００１９】
（潤滑剤の特性）
このような熱分析法において、本形態では、昇温速度を１０℃／分の条件で４０℃から５００℃まで昇温して熱重量分析を行ったとき、３００℃における重量変化率が−２０％から−５０％までの範囲、好ましくは、−２５％から−４０％までの範囲にある潤滑剤を用いて潤滑層１４を形成したことを第１の特徴とする。
【００２０】
また、本形態では、熱分析法において昇温速度を１０℃／分の条件で４０℃から５００℃まで昇温して示差熱分析を行ったとき、最大ピークが３００℃付近に出現する潤滑剤を用いて潤滑層１４を形成したことを第２の特徴とする。
【００２１】
このように本形態では、潤滑層１４を構成する潤滑剤として、熱重量分析および示差熱分析において所定の条件を満たす潤滑剤を用いているため、従来の重量平均分子量や数平均分子量をパラメータとして選択した潤滑剤と比較して、磁気記録ディスク１に実際に用いた際、磁気記録ディスク１の耐熱性を向上することができる。それ故、磁気記録ディスク１と磁気ヘッドとが接触しても、磁気記録ディスク１の潤滑層１４では、熱による分解、蒸発に起因した劣化を防止することができる。また、本発明では、潤滑剤に対して、熱重量分析を行った際の重量変化率に対して下限（重量減少率の絶対値の下限）を設定しているため、単なる熱的な安定性の他、スティックスリップ現象が発生しにくい。それ故、本形態によれば、磁気記録ディスク１の信頼性を向上することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。
【００２３】
（実施例および比較例の調製）
本発明では、以下の方法により、実施例に係る潤滑剤、および比較例に係る潤滑剤を準備する。それには、まず、比較例として、ソルベイソレクシス社製の「Ｚ  ＴＥＴＲＡＯＬ」（商品名／以下、未精製の潤滑剤という）を準備する。この組成物は、以下の化学式で示されるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とするもので、それには、無機イオン、有機酸等の不純物が含まれており、さらに、潤滑剤自体も主鎖の長さに起因する広い分子量分布をもつ。さらにまた、潤滑剤末端官能基にもさまざまな形態をもつものが含まれている。
【００２４】
【化３】
2007095234.tif 000005
【００２５】
一方、実施例に係る潤滑剤としては、上記組成物に精製を施したものを用いる。但し、その主成分は、上記の化学式で示すパーフルオロポリエーテル化合物である。ここで、精製方法としては、超臨界抽出法、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法、分子蒸留法などを用いることができる。これらの精製方法のうち、分子蒸留法では以下の蒸留装置が用いられる。図３は、分子蒸留装置の概略的な構成を示す説明図である。
【００２６】
図３に示す分子蒸留装置３００を用いて、潤滑剤を精製するためには、まず、フィードフラスコ３１内に未精製の潤滑剤を投入する。分子蒸留は、必ずしも減圧環境下で行う必要は無いが、高分子成分を含む磁気記録ディスク用の潤滑剤を分子蒸留する場合、所定の減圧環境で行うことが望ましい。なぜなら、分子蒸留を減圧環境下で行わないと、気化した潤滑剤分子が他の分子と衝突する頻度が高まり、これにより、潤滑剤が平均自由行程以内の距離で液化されることが妨げられるからである。従って、フィードフラスコ３１内に材料を投入した後、排気装置４２によって装置内を所定の減圧度となるよう排気を行う。この際の減圧度は、例えば、１×１０-2Ｐａ〜１×１０-3Ｐａ程度、あるいはそれ以下の高真空とすることが好ましい。減圧度は、真空ゲージ４０によって計測することができる。なお、装置内の減圧環境を利用して、フィードフラスコ３１内の材料に含まれている不純ガス等の脱気処理を予め行うことができる。この際、潤滑剤に含まれていた不純ガス等は配管４４を通って、排気装置４２側に流れ、その一部は低沸点物凝縮トラップ３９内に溜まる。また必要に応じて、フィードフラスコマントルヒータ３２によって、フィードフラスコ３１内の潤滑剤を加熱しても良い。
【００２７】
装置内を所定の減圧度にした後、未精製の潤滑剤をフィードフラスコ３１から蒸留本管３５へと流し込む。フィードフラスコ３１から蒸留本管３５へ潤滑剤を流し込む量（フィード量）は、フィードフラスコ３１の下端に設けられたコック３５の開閉量により制御することができる。通常は１〜３０ｇ／分程度のフィード量が適当である。フィード量が少ないと蒸留に長時間を要し、フィード量が多いと蒸留効率が低下する場合がある。
【００２８】
蒸留本管３５へ流れ込んだ未精製の潤滑剤は、円筒状の蒸留本管３５の周辺に配置された蒸留本管マントルヒータ３６によって所定の温度に加熱される。本実施例においての加熱温度は、少なくとも潤滑剤が気化される温度である。なお、潤滑剤の加熱温度の制御は、蒸留本管マントルヒータ３６の温度制御によって行えるが、蒸留本管３５内に温度計を設置することにより、蒸留本管３５内の潤滑剤における実際の加熱温度を測定することもできる。
【００２９】
また、蒸留本管３５内の長手方向には、例えば、フッ素樹脂製のワイパーが構成された磁気カップリング攪拌機３３が設けられており、攪拌機コントロールボックス３４によって、２０〜１００ｒｐｍ程度の回転速度で一定方向に回転している。このワイパーの回転により、潤滑剤は蒸留本管３５の壁面において薄膜状になり、気化しやすくなる。気化した潤滑剤は、蒸留本管３５内に設けられた冷却棒４６に接触して液化され、留出物受けフラスコ３８内に溜まる。冷却棒４６には、冷却水が、下端の流入口４６ａより導入され、排出口４６ｂより排出される。なお、気化されずに残留物受けフラスコ３７内に溜まった残留物は、蒸留本管マントルヒータ３６による加熱温度を変更した後、再度フィードフラスコ３１内に投入して、蒸留を繰り返しても良い。また、以上示した動作は、操作盤４３によって制御される。
【００３０】
このような分子蒸留装置３００を用いて実施例に係る潤滑剤を得るにあたっては、まず、未精製の潤滑剤を分子蒸留装置３００内のフィードフラスコ３１に投入してから、排気装置４２によって分子蒸留装置３００内を１×１０-3Ｐａになるまで減圧した。また、装置内の減圧環境を利用して、フィードフラスコ３１内の潤滑剤Ａに含まれている不純ガス等の脱気処理を予め充分に行った。次に、フィードフラスコ３１から一定のフィード量で蒸留本管３５に流し込んだ。この際、蒸留本管３５内のワイパーを所定の回転速度で駆動させた。なお、蒸留本管３５内の温度は、マントルヒータ３６の設定温度と等しい１８０℃であった。このようにして、１８０℃の留出分を留出物受けフラスコ３８内に得、それを以下、実施例に係る潤滑剤（精製後の潤滑剤）という。
【００３１】
（熱分析結果）  
このようにして得られた実施例および比較例に係る潤滑剤を、以下の条件
昇温速度：１０℃／分
温度範囲：４０℃から５００℃まで
において熱分析（熱重量分析、および示差熱分析）を行ったところ、図４に示す結果が得られた。図４において、横軸は温度（℃）であり、図面に向かって右側の縦軸は、熱重量分析（ＴＧ）の結果（単位：重量変化率（％））であり、図面に向かって左側の縦軸は、示差熱分析（ＤＴＡ）結果（単位：温度に対応する電圧値（μＶ））である。また、図４に示す結果のうち、実線Ｌ１１は実施例に係る潤滑剤のＴＧ曲線を示し、点線Ｌ２１は比較例に係る潤滑剤のＴＧ曲線を示す。図４に示す結果のうち、一転鎖線Ｌ１２は実施例に係る潤滑剤のＤＴＡ曲線を示し、二点鎖線Ｌ２２は比較例に係る潤滑剤のＤＴＡ曲線を示す。
【００３２】
図４に示す熱重量分析から分かるように、上記条件において、３００℃における実施例および比較例の潤滑剤の重量変化率は、以下に示す値
実施例の潤滑剤の重量変化率＝−２６％
比較例の潤滑剤の重量変化率＝−４３％
であった。
【００３３】
また、図４に示す示差熱分析から分かるように、実施例の潤滑剤では、最大ピークが３００℃付近に出現したのに対して、比較例に係る潤滑剤では、ピークがなだらかで、広がりをもっており、その最大ピークは３４０℃付近である。ここで、ＤＴＡ曲線におけるピークは、試料の分解が起こる温度を示しており、比較例に係る潤滑剤において、ＤＴＡ曲線におけるピークの幅に広がりがあるということは、潤滑剤の分解が起こりうる温度に幅があるということを示している。
【００３４】
（磁気記録ディスクの評価結果）
上記の実施例および比較例に係る潤滑剤を用いて潤滑層１４を形成した磁気記録ディスク１を製造し、各種試験を行った。潤滑層１４を形成するにあたっては、上記の実施例および比較例に係る潤滑剤を各々、フッ素系溶剤である三井デュポンフロロケミカル社製のバートレルＸＦ（商品名）などに分散させた薬液に、保護層１３の形成までを終えた磁気記録ディスク用基板を浸漬した後、熱処理を施して、磁気記録ディスク用基板に潤滑剤を定着させて潤滑層１４を形成する。
【００３５】
このようにして製造した実施例および比較例に係る磁気記録ディスク１に対して各種試験を行ったところ、実施例に係る潤滑剤を用いた場合には、高速に回転する磁気記録ディスク１と磁気ヘッドとが接触して接触部分が摩擦により高温（閃光温度）になったときでも、熱による潤滑層１４の分解、蒸発などに起因した磁気記録ディスク１の特性劣化が発生しないという結果を得た。これに対して、従来例に係る潤滑剤を用いた場合には、高速に回転する磁気記録ディスク１と磁気ヘッドとの接触部分で潤滑層１４の分解、蒸発などが発生した。
【００３６】
このように、本形態では、潤滑層１４を構成する潤滑剤として、熱重量分析および示差熱分析において所定の条件を満たす潤滑剤を用いているため、従来の重量平均分子量や数平均分子量をパラメータとして選択した潤滑剤と比較して耐熱性を向上することができる。それ故、本形態に係る潤滑剤を用いた磁気記録ディスク１では、磁気ヘッドと接触しても、磁気記録ディスクの潤滑層１４では、熱による分解、蒸発に起因した劣化を防止することができる。また、本形態では、潤滑剤に対して、熱重量分析を行った際の重量変化率に対して下限（重量減少率の絶対値の下限）を設定しているため、熱的な安定性の他、スティックスリップ現象が発生しにくいという利点もある。それ故、本形態によれば、磁気記録ディスク１の信頼性を向上することができる。
【００３７】
なお、潤滑剤の重量変化率の適正範囲を規定するにあたって、各種潤滑剤を調製して磁気記録ディスク１で試験を行ったところ、耐熱性などの面で良好であった１６種類の潤滑剤（試料番号１〜１６）の重量変化率は、図５に示す結果であった。これらの結果から平均値±２σ、平均値±３σを求めると、以下の範囲
平均値±２σ＝−２３％〜−４７％
平均値±３σ＝−１８％〜−４８％
となる。また、その他の結果を考慮すると、潤滑剤の重量変化率の適正範囲は、−２０％から−５０％までの範囲、より好ましくは−２５％から−４０％までの範囲である。ここで、上記範囲より重量減少が大きい潤滑剤では耐熱性が低い。その理由は、重量減少が大きい潤滑剤は、低分子量の潤滑剤、分解を促進する不純物等を含んでいるからであると考えられる。これに対して、上記範囲よりも重量減少が小さい潤滑剤は、磁気ヘッドのスティックスリップ現象が起こりやすい。その理由は、上記範囲よりも重量減少が小さい潤滑剤は、高分子の化合物を多く含んでいるため、摩擦力が大きすぎるためであると考えられる。よって、熱重量分析結果をパラメータとすれば、潤滑剤の耐熱性などに影響を与える要素である潤滑剤の分子量分布、潤滑剤の末端基の状態、およびコンタミネーションの有無の情報も反映されているということができる。それ故、熱重量分析の測定結果に基づき耐熱性に優れる潤滑剤を選定すれば、それは自ずと、分子量分布がよく、末端基の状態が良好で、コンタミネーションが無い潤滑剤を選定していることに繋がる。
【００３８】
（その他の実施例）
なお、本形態を説明する際に用いられる図における構成（形状、大きさ、および配置関係）については本発明が理解、および実施できる程度に概略的に示したものに過ぎず、また、数値および各構成における組成（材質）については例示に過ぎない。従って、本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない範囲において適宜、変更が可能である。例えば、前述した実施例においては、潤滑剤として、テトラオール化合物を主成分として含むパーフルオロポリエーテル潤滑剤（ソルベイソレクシス社製の「Ｚ  ＴＥＴＲＡＯＬ」（商品名））を出発材料として用いたが、潤滑剤として、ジオール化合物、トリオール化合物、もしくはテトラオール化合物のうちの少なくとも１種類を末端基構造として備える化合物を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、磁気記録ディスクを示す平面図、および磁気記録ディスクの概略断面図である。
【図２】熱重量分析装置の概略構成を示した説明図である。
【図３】分子蒸留装置の概略的な構成を示す説明図である。
【図４】潤滑剤の熱分析結果を示すグラフである。
【図５】その他の潤滑剤の重量変化率を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  磁気記録ディスク
１１  非磁性基板
１２  磁性層
１３  保護層
１４  潤滑層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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