(57)【要約】【課題】潤滑剤塗布プロセスにおいて所定の膜厚で均一な潤滑層を安定的に形成するためには、潤滑剤塗布液のプロセス管理が重要である。塗布液中の潤滑剤の濃度が低い場合にも適用できる、微量の試料で且つ簡便な潤滑剤塗布液の劣化診断方法を提供する。【解決手段】本発明における潤滑剤塗布液の劣化診断方法は、塗布液を乾燥して溶媒を揮発・除去した後、ＴＯＦ−ＳＩＭＳにより発生する各種イオンを測定し、基準のＣ３Ｈ５Ｏイオン強度と標識のＢｉｓ体潤滑剤末端構造のＣ６Ｈ１１Ｏ３イオンの強度とを比較し、イオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）から潤滑剤塗布液の寿命を判定して劣化診断を行なうことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーフルオロポリエーテル主鎖骨格の潤滑剤と溶媒からなる潤滑剤塗布液において、溶媒を除去した後に飛行時間型二次イオン質量分析装置により基準のＣ３Ｈ５Ｏイオンと標識のＢｉｓ体潤滑剤末端構造のＣ６Ｈ１１Ｏ３イオンを測定し、イオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）から潤滑剤塗布液の寿命を判定することを特徴とする潤滑剤塗布液の劣化診断方法。
【請求項２】
前記潤滑剤の主な成分が下記一般式（１）で表されることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤塗布液の劣化診断方法。
【化１】
2012163463.tif 000005
（式中、ｍとｎは正の整数を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑層を形成するための潤滑剤塗布液の劣化診断方法に関し、特にコンピューターの外部記憶装置などとして用いられる磁気記録媒体の潤滑層を形成するための潤滑剤塗布液の劣化診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定磁気ディスク装置に使用されている磁気記録媒体では、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、該保護層と書込み／読み出し用磁気ヘッドとの間に生じる摩擦力を減少させ、耐久性・信頼性を向上させることを目的として、該潤滑層が用いられる。
【０００３】
磁気記録媒体表面の保護層として例えばダイヤモンド状カーボン（ＤＬＣ）が用いられる。該潤滑層としては前記カーボン表面に吸着あるいは結合により表面を均一に覆う機能を有する必要があり、潤滑層の形成材料として種々の潤滑剤が開発されている（特許文献１、特許文献２など参照。）。一般的には、分子内に水酸基などの有極性末端基や、環状のフォスファゼン末端基を有するパーフルオロポリエーテル系潤滑剤が用いられている。
【０００４】
該潤滑層の形成方法としては、例えば浸漬塗布法、スプレー法、蒸着法などがあり、その膜厚は数ｎｍ以下である。量産性から一般的には浸漬塗布法が用いられており、潤滑剤塗布液としてはパーフルオロポリエーテル系潤滑剤と該潤滑剤を溶解するためのフッ素系溶媒とから作製され、均一な潤滑層を形成するためには、塗布プロセスにおいて潤滑剤塗布液の潤滑剤濃度、温度、粘度、引き上げ速度などを制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４７２００号公報
【特許文献２】特開２００４−２５３１１０号公報
【特許文献３】特開２００７−１０２８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、該潤滑層を浸漬塗布法で形成した場合、潤滑剤濃度、温度、粘度、引き上げ速度だけでなく、潤滑剤の分子構造や分子量によっても潤滑層の膜厚は大きく変動する。しかしながら、潤滑剤塗布液を精密に配合して作製したとしても、塗布回数の増加や時間経過とともに溶媒の揮発などにより潤滑剤濃度は変化してしまう。さらに、潤滑剤の分子構造、特に末端構造によって該保護層への付着割合が異なるため、塗布液中の潤滑剤の成分構成も塗布回数とともに変化する。また潤滑剤の分解などによって分子構造が変化することも考えられる。
【０００７】
前述のように、塗布プロセスにおいて均一な潤滑層を長期間安定的に形成するためには潤滑剤塗布液のプロセス管理が重要であるが、塗布液中の潤滑剤の濃度が低いため、一般的な分析手法を適用できないのが現状である。例えば、分子量分布の測定法として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）があるが、一般的な測定可能な濃度は０．１％程度以上である。それ故、塗布液は原液のままでは潤滑剤の濃度が低いためＧＰＣで測定できない。潤滑剤塗布液を濃縮して測定する方法も考えられるが、操作が煩雑となるものの、分子構造に関する情報は得られず、その上、濃縮操作により精度の低下する恐れがある。また、潤滑剤およびその溶媒は非常に高価であるため、微量の試料による測定法が必要とされる。
【０００８】
前記潤滑剤の分子構造解析法のひとつとして、核磁気共鳴分光法が応用されている（特許文献３を参照。）。この核磁気共鳴分光法では、通常の測定には数ｍｇ以上の試料が必要である。潤滑剤の塗布液は一般的には数百ｐｐｍ以下の潤滑剤濃度で使用されるため、核磁気共鳴分光法による測定のためには多量の塗布液が必要である。その上、原液のままの潤滑剤濃度では測定できないため、濃縮などの前処理操作が必要となる。
【０００９】
塗布後の潤滑剤の膜厚を測定する方法としてフーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）があり、潤滑剤塗布液を直接管理するのではなく、塗布後の膜厚から潤滑剤塗布液を分析して管理する方法も考えられる。しかしながら、塗布後の膜厚を測定する方法では、測定のために塗布膜を作製する必要があり、また潤滑剤の末端構造の違いなどは識別できないため、塗布液組成の十分な管理手法とはなり得ない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、前述の問題点を解決するため、微量の試料でかつ簡便な潤滑剤塗布液の劣化診断法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、飛行時間型二次イオン質量分析装置（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）により検出される潤滑剤塗布液の特定のイオン種が、潤滑剤塗布液組成および塗布膜の膜厚と相関があることを見出した。また、潤滑剤塗布液中で潤滑剤の分解や潤滑剤塗布液組成の変化が起こると、該塗布液を用いた塗布膜の膜厚が減少し、これに伴って潤滑剤の末端構造由来の特定のイオン強度が低下することを見出して本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明における潤滑剤塗布液の劣化診断方法は、該塗布液を乾燥して溶媒を揮発・除去した後、ＴＯＦ−ＳＩＭＳにより発生する各種イオンを測定し、基準のＣ３Ｈ５Ｏイオンの強度と標識のＢｉｓ体潤滑剤末端構造のＣ６Ｈ１１Ｏ３イオンの強度とを比較し、イオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）から潤滑剤塗布液の寿命を判定することを特徴とする。
【００１３】
更に好適には、本発明における潤滑剤塗布液の劣化診断方法は、前記潤滑剤の主な成分が下記一般式（１）で表される潤滑剤塗布液の寿命を判定することを特徴とする。
【００１４】
【化１】
2012163463.tif 000003
【００１５】
（式中、ｍとｎは正の整数を表す。）
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、濃縮などの前処理操作を必要とせずに、塗布液をそのまま簡便かつ簡単な方法で測定し、簡単に算出できる基準のイオン強度と標識のイオン強度との比から塗布液の劣化診断を迅速に行うことができる。さらには、高価な潤滑剤と溶媒からなる塗布液を５０μＬ以下の極微量で測定することができるため、分析コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の塗布膜の膜厚とイオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）の関係を示すグラフである。
【図２】本発明のＣ６Ｈ１１Ｏ３イオンおよびＣ３Ｈ５Ｏイオンを示すＴＯＦ−ＳＩＭＳチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の潤滑剤塗布液の劣化診断方法は、極微量の潤滑剤塗布液をＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて測定し、検出されたＣ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度とＣ３Ｈ５Ｏイオン強度との比率（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）から劣化を診断する方法である。
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
前記潤滑剤は磁気記録媒体の摺動特性に重要な役割を果たしており、膜厚が厚いと磁気ヘッドへの潤滑剤ピックアップ現象が生じ、ヘッドの浮上特性が不安定となる。一方、膜厚が薄いと磁気ヘッドとの接触によりヘッドクラッシュを起こす場合もありうる。潤滑剤の膜厚として、０．８〜１．２ｎｍの範囲にあることが好ましい。また、潤滑剤の分子構造や分子量は、潤滑剤の特性を決定するものであり、摺動特性に大きく影響を及ぼす。
【００２０】
本発明で用いる潤滑剤としては、例えば前記一般式（１）のＺ−Ｔｅｔｒａｏｌ（ソルベイ・ソレクシス社製）が利用できる。
また、前記Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌには、下記一般式（２）のＢｉｓ体成分も混入していることが開示されている。
【００２１】
【化２】
2012163463.tif 000004
【００２２】
（式中、ｐとｑは正の整数を表す。）
ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いて上記に示す潤滑剤を測定すると、図２に示すようにＣＦ２イオンやＣ３Ｈ５Ｏイオン以外に炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）およびフッ素（Ｆ）から構成される多数のイオンが検出される。基準イオンであるＣ３Ｈ５Ｏイオンは、Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌおよび前記Ｂｉｓ体成分の末端構造に由来するイオンであり、標識イオンであるＣ６Ｈ１１Ｏ３イオンは前記Ｂｉｓ体成分の末端構造に由来するイオンである。
【００２３】
一般的には、Ｂｉｓ体成分を有する潤滑剤の方が極性が強いため、磁気記録媒体表面に吸着し易く、塗布枚数の増加と共に塗布液中のＢｉｓ体成分濃度が減少し、Ｂｉｓ体成分に由来するＣ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度は低下する。
【００２４】
このように、ＴＯＦ−ＳＩＭＳによって検出されるイオンの中で、特定のイオン強度を比較することにより、微量の試料で且つ簡単な操作で塗布液中の潤滑剤組成を分析することが出来て、潤滑剤塗布液の劣化診断が可能となる。
【００２５】
本発明者は、前記潤滑剤Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌをフッ素系溶剤ＶｅｒｔｒｅｌＸＦ（三井デュポンフルオロケミカル社製）に溶解して潤滑剤塗布液を調製した後、この塗布液を用いて、浸漬塗布法により磁気記録媒体上に塗布膜を作製するとともに、塗布膜の膜厚を測定した。一方、前記塗布液をＳｉ基板上に滴下し、そのまま室温で乾燥して溶媒を除去した後、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定を行なってイオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）を調べた。
【００２６】
前述のようにして、塗布膜の膜厚とイオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）との関係を、塗布プロセスにて十ヶ月間継続して調査検討した結果、前記塗布膜の膜厚と前記イオン強度比との間に図１のごとき関係を見出すに至った。図１に示すように、イオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）が減少すると、塗布膜の膜厚も減少する。このように、例えば塗布回数の増加と共にイオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）が減少する場合には、このイオン強度の比を測定することにより塗布液の劣化の程度を診断できる。
【００２７】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例等によって何ら制限を受けるものではない。
ＴＯＦ−ＳＩＭＳの測定はアルバック・ファイ社製のＴＲＩＦＴIIを用い、一次イオンはＧａ＋とし、エネルギーは１５ｋＶにて正イオン測定モードで行った。
【実施例１】
【００２８】
Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌを溶媒ＶｅｒｔｒｅｌＸＦ（三井デュポンフルオロケミカル社製）に溶解し、塗布液を調製した。前記の塗布液を用いて、浸漬塗布法により作製した塗布膜の膜厚は１．２ｎｍであった。前記の塗布液５０μＬをφ１０ｍｍのＳｉ基板上に滴下し、そのまま室温で乾燥して溶媒を除去し、これを試料としてＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定を行なった。その結果、イオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）は０．０２４であった。
【実施例２】
【００２９】
実施例１で作製した塗布液について、作製から２００日後にこの塗布液を用いて浸漬塗布法により作製した塗布膜の膜厚は０．６ｎｍであり、好適な潤滑剤膜厚の０．８〜１．２ｎｍから逸脱した。この塗布液から５０μＬを取り出し、実施例１と同様にＳｉ基板上に滴下してＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定を行なった。その結果、イオン強度比（Ｃ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度）は０．０１４であった。
【００３０】
実施例２で示したように、図１の相関関係が得られる領域では、ＴＯＦ−ＳＩＭＳによりＣ６Ｈ１１Ｏ３イオン強度／Ｃ３Ｈ５Ｏイオン強度の比率を測定することにより、塗布膜の膜厚を推定でき、液交換などを効率的に実施することができる。本発明の方法は、簡便かつ短時間で結果が得られ、さらには安価な方法のため塗布液の劣化を低コストで診断することができる。
【図１】
2012163463.tif 000006
【図２】
2012163463.tif 000007