CN110366575A - 磁记录介质、含氟醚化合物及磁记录介质用润滑剂 - Google Patents

磁记录介质、含氟醚化合物及磁记录介质用润滑剂 Download PDF

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Abstract

本发明的含氟醚化合物由下述通式(1)表示。(在通式(1)中,X表示三价原子或三价原子团,A表示包含至少1个极性基的连接基,B表示具有全氟聚醚链的连接基,D表示极性基或末端具有极性基的取代基。)

Description

磁记录介质、含氟醚化合物及磁记录介质用润滑剂
技术领域
本发明涉及磁记录介质、含氟醚化合物以及磁记录介质用润滑剂。
本申请基于2017年3月2日在日本申请的特愿2017-039816号来主张优先权,将其内容援用到本文中。
背景技术
为了使磁记录再生装置的记录密度提高,适于高记录密度的磁记录介质的开发进展。
以往,作为磁记录介质,有在基板上形成记录层,在记录层上形成碳等保护层的磁记录介质。保护层保护记录于记录层的信息,并且提高磁头的滑动性。然而,仅仅通过在记录层上设置保护层,不能充分获得磁记录介质的耐久性。因此,一般而言,在保护层的表面涂布润滑剂而形成润滑层。
作为形成磁记录介质的润滑层时所使用的润滑剂,例如,提出了含有在具有包含CF2的重复结构的氟系聚合物的末端具有羟基等极性基的化合物的润滑剂(例如,参照专利文献1~3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-248463号公报
专利文献2:日本特开2012-184339号公报
专利文献3:国际公开第2013/054393号
专利文献4:国际公开第2010/038754号
专利文献5:日本专利第3811880号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在磁记录再生装置中,要求使磁头的上浮量更加小。因此,要求使磁记录介质中的润滑层的厚度更薄。
然而,如果使润滑层的厚度薄,则润滑层易于形成间隙。其结果,被覆保护层表面的润滑层的被覆率降低。如果使污染物质生成的环境物质从被覆率低的润滑层的间隙向润滑层的下层侵入,则环境物质生成离子性杂质等污染磁记录介质的污染物质。
本发明是鉴于上述情况而提出的,其课题是提供可以适合作为可以形成即使厚度薄,也可以以高被覆率被覆保护层表面的润滑层的磁记录介质用润滑剂的材料而使用的含氟醚化合物。
此外,本发明的课题是提供使用了本发明的含氟醚化合物的磁记录介质用润滑剂以及使用了该润滑剂的磁记录介质。
用于解决课题的方法
本发明人为了解决上述课题而反复进行了深入研究。
其结果发现,只要是在配置在中央的三价原子或三价原子团X上连接了3个含氟醚基,并且3个含氟醚基从三价原子或三价原子团X侧起依次配置了包含至少1个极性基的连接基A、具有全氟聚醚链的连接基B、和极性基或末端具有极性基的取代基D的含氟醚化合物即可。
对于上述含氟醚化合物,在将包含含氟醚化合物的润滑剂涂布在磁记录介质的保护层上的情况下,从三价原子或三价原子团X沿三个方向延伸的具有全氟聚醚链的连接基B被覆保护层表面,并且使磁头与保护层的摩擦力降低。此外,连接基A和取代基D所具有的极性基在将包含含氟醚化合物的润滑剂涂布在磁记录介质的保护层上的情况下,使润滑剂与保护层密合。
对于这样的含氟醚化合物,如果使用包含该含氟醚化合物的润滑剂在保护层上形成润滑层,则配置在中央的三价原子或三价原子团X通过配置在三价原子或三价原子团X附近的3个连接基A与保护层的结合,而密合在保护层上。此外,与三价原子或三价原子团X连接的3个含氟醚基的末端分别通过取代基D与保护层的结合,而密合在保护层上。
其结果,具有全氟聚醚链的连接基B在从三价原子或三价原子团X沿三个方向扩展延伸的状态下,通过连接基A和取代基D而两端结合在保护层上。
因此,对于使用包含上述含氟醚化合物的润滑剂在保护层上形成的润滑层,易于形成连接基B沿保护层上的面方向扩展配置的润滑层。而且,对于这样的润滑层,连接基B的两端通过连接基A和取代基D而结合在保护层上,因此润滑层与保护层牢固结合。由此推定,对于包含上述含氟醚化合物的润滑剂,可以形成即使厚度薄,也可以以高被覆率被覆保护层表面的润滑层。因此推定,通过使用包含上述含氟醚化合物的润滑剂在保护层上形成润滑层,从而可以防止侵入到润滑层下层的环境物质污染磁记录介质。
因此,本发明人进行了假定了使用包含上述含氟醚化合物的润滑剂在磁记录介质的保护层上形成了润滑层的情况的模拟,研究了润滑层的膜厚与被覆率和磁记录介质的污染(沾污)的关系。其结果显示出,使用包含上述含氟醚化合物的润滑剂在保护层上形成的润滑层即使厚度薄,也可以以高被覆率被覆保护层表面,可以抑制磁记录介质的污染。
进一步,本发明人实际上制造包含上述含氟醚化合物的润滑剂,使用该润滑剂在磁记录介质的保护层上形成润滑层,研究了润滑层的膜厚与被覆率和磁记录介质的污染(污染)的关系。其结果,确认了与模拟的结果充分相关。
根据以上研究,完成了以下所示的本发明。
[1]本发明的一方案涉及的含氟醚化合物由下述通式(1)表示。
(在通式(1)中,X表示三价原子或三价原子团,A表示包含至少1个极性基的连接基,B表示具有全氟聚醚链的连接基,D表示极性基或末端具有极性基的取代基。)
[2]在上述[1]所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的X为烃。
[3]在上述[1]所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的X为脂肪族环。
[4]在上述[1]所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的X为芳香环。
[5]在上述[1]所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的X为杂环。
[6]在上述[1]所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的X为中心包含具有碳原子的正四面体结构的三价原子团、或中心包含环状平面结构的三价原子团。
[7]在上述[1]~[6]中任一项所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的A为包含至少1个羟基的连接基。
[8]在上述[1]~[7]中任一项所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的A为下述通式(2)~下述通式(4)中的任一者所示的连接基。
(在通式(4)中,p表示1~5的整数。)
[9]在上述[1]~[8]中任一项所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的B为下述通式(5)或下述通式(6)所示的连接基。
(在通式(5)中,m表示1~30的整数,n表示1~30的整数。)(在通式(6)中,q表示1~30的整数。)
[10]在上述[1]~[9]中任一项所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的D表示羟基、下述通式(7-1)~(7-3)中的任一者。
(在通式(7-1)中,r表示0~5的整数。)
(在通式(7-2)中,s表示0~5的整数。)
(在通式(7-3)中,t表示1~5的整数。)
[11]在上述[1]所述的含氟醚化合物中,优选上述通式(1)中的X表示下述通式(8)~下述通式(23)中的任一者。
[12]在上述[1]~[11]中任一项所述的含氟醚化合物中,优选数均分子量为1000~10000的范围内。
[13]本发明的一方案涉及的磁记录介质用润滑剂包含上述[1]~[12]中任一项所述的含氟醚化合物。
[14]本发明的一方案涉及的磁记录介质是在基板上至少依次设置有磁性层、保护层、和润滑层的磁记录介质,上述润滑层包含[1]~[12]中任一项所述的含氟醚化合物。
[15]上述[14]所述的磁记录介质优选上述润滑层的平均膜厚为0.5nm~3nm。
发明的效果
本发明的含氟醚化合物为上述通式(1)所示的化合物,作为磁记录介质用润滑剂的材料是适合的。由于本发明的磁记录介质用润滑剂包含本发明的含氟醚化合物,因此可以形成即使使厚度薄,也可以以高被覆率被覆保护层表面的润滑层,可以抑制磁记录介质的污染。
附图说明
图1是显示本发明的磁记录介质的一实施方式的概略截面图。
图2是用于对模拟所使用的保护层的结构进行说明的示意图。
图3中图3的(a)~图3的(e)是用于对润滑剂的涂布模拟进行说明的示意图。
图4是用于对硅氧烷污染数的评价方法进行说明的示意图。
图5是用于对进行连续LUL动作的重复的环境进行说明的图。
具体实施方式
以下,对本发明的含氟醚化合物、磁记录介质用润滑剂和磁记录介质的优选实施方式进行详细说明。另外,本发明不仅仅限定以下所示的实施方式。只要没有特别记载,就可以根据需要选择数、位置、材料等。
[含氟醚化合物]
本实施方式的含氟醚化合物(含有氟的醚化合物)由上述通式(1)表示。
在通式(1)中,X为三价原子或三价原子团。三价原子或三价原子团X作为将从三价原子或三价原子团X侧起依次配置了连接基A、连接基B和取代基D的3个含氟醚基连接的连接基起作用。
三价原子或三价原子团X没有特别限定,可以举出例如,上述通式(8)~上述通式(23)所示的任一者。三价原子或三价原子团X根据本实施方式的润滑剂所要求的性能而适当选择。
三价原子或三价原子团X优选为烃。作为这样的三价原子或三价原子团X,特别优选为通式(12)~(14)所示的三价原子或三价原子团。
三价原子或三价原子团X优选为脂肪族环。作为这样的三价原子或三价原子团X,特别优选为通式(10)、(11)、(19)、(20)、(22)所示的三价原子或三价原子团。
三价原子或三价原子团X优选为芳香环。作为这样的三价原子或三价原子团X,特别优选为通式(21)所示的三价原子或三价原子团。
三价原子或三价原子团X优选为杂环。作为这样的三价原子或三价原子团X,特别优选为通式(9)、(17)、(23)所示的三价原子或三价原子团。
三价原子或三价原子团X优选为中心包含具有碳原子的正四面体结构(SP3结构)的三价原子团、或中心包含环状平面结构的三价原子团。
作为中心包含具有碳原子的正四面体结构(SP3结构)的三价原子团,特别优选为通式(8)、(12)~(16)、(18)、(19)所示的三价原子团。
作为中心包含环状平面结构的三价原子团,特别优选为通式(17)、(23)所示的三价原子团。
通式(1)中的包含至少1个极性基的连接基A有助于涂布包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑剂的保护层、与涂布润滑剂而形成的润滑层的密合性。连接基A所包含的极性基没有特别限定,可举出例如,羟基、羧基、氨基、氨基羧基等。连接基A优选为包含至少1个羟基的连接基。如果连接基A所包含的极性基为羟基,则在涂布润滑剂的保护层由碳或包含氮的碳形成的情况下,保护层与包含含氟醚化合物的润滑剂的密合性更加提高。
作为包含至少1个羟基的连接基,优选为上述通式(2)~上述通式(4)所示的连接基。在连接基A为通式(2)~通式(4)所示的连接基的情况下,涂布润滑剂的保护层与连接基A的密合性更加提高。此外,在连接基A为通式(2)~通式(4)所示的连接基的情况下,含氟醚化合物的合成容易,是优选的。
在通式(4)中,p表示1~5的整数。在p为1~5的整数的情况下,三价原子或三价原子团X与连接基A所包含的羟基不会过度分离。因此,三价原子或三价原子团X通过连接基A与保护层的结合,而更牢固地密合在保护层上,是优选的。p更优选为2~4的整数。P根据本实施方式的润滑剂所要求的性能而适当确定。
在将包含含氟醚化合物的润滑剂涂布在保护层上而形成润滑层的情况下,通式(1)中的具有全氟聚醚链的连接基B被覆保护层表面,并且对润滑层赋予润滑性而使磁头与保护层的摩擦力降低。
具有全氟聚醚链的连接基B没有特别限定,可举出例如,上述通式(5)或上述通式(6)所示的连接基。具有全氟聚醚链的连接基B的全氟聚醚链中的氧原子数相对于碳原子数越少,则具有越硬的骨架。
通式(5)或通式(6)所示的连接基的全氟聚醚链中包含的氧原子数(醚键(-O-)数)是适当的。因此,如果连接基B为通式(5)或通式(6)所示的连接基,则成为具有适度硬度的含氟醚化合物。因此,涂布在保护层上的含氟醚化合物中的连接基B不易在保护层上凝集,可以形成厚度薄的润滑层。
在通式(5)中,m表示1~30的整数,n表示1~30的整数。在通式(5)中,对作为重复单元的(O-CF2)与(O-CF2-CF2)的排列顺序没有特别限制。在通式(5)中(O-CF2)的数m与(O-CF2-CF2)的数n可以相同,也可以不同。即,通式(5)可以包含由单体单元(O-CF2)和(O-CF2-CF2)形成的无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物的任意者。
在通式(5)中,在m为1~30的整数,n为1~30的整数的情况下,本实施方式的含氟醚化合物的数均分子量易于变为优选的范围,是优选的。m优选为2~20的整数,更优选为2~10的整数,进一步优选为2~5的整数。n优选为2~20的整数,更优选为2~10的整数,进一步优选为2~5的整数。
在通式(6)中,在q为1~30的整数的情况下,本实施方式的含氟醚化合物的数均分子量易于变为优选的范围,是优选的。q更优选为2~20的整数,进一步优选为3~7的整数。
通式(1)中的极性基或末端具有极性基的取代基D有助于涂布包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑剂的保护层、与涂布润滑剂而形成的润滑层的密合性。
作为取代基D所包含的极性基,没有特别限定,可举出例如,羟基、羧基、氨基、氨基羧基等。取代基D所包含的极性基的数没有特别限定,可以为1个也可以为多个。为了提高由取代基D带来的密合性提高效果,取代基D所包含的极性基的数优选为2以上。
取代基D优选包含至少1个羟基。如果取代基D所包含的极性基为羟基,则在涂布润滑剂的保护层由碳或碳化硅形成的情况下,保护层与包含含氟醚化合物的润滑剂的密合性更加提高。
取代基D没有特别限定,可举出例如,羟基、上述通式(7-1)~(7-3)中的任一者。在取代基D为羟基、上述通式(7-1)~(7-3)中的任一者的情况下,涂布润滑剂的保护层与取代基D的密合性变得更加良好。
在通式(7-1)中,在r为0~5的整数的情况下,保护层与取代基D的密合性变得更加良好,并且可以防止含氟醚化合物的数均分子量变得过大,是优选的。r更优选为0~2的整数。
在通式(7-2)中,在s为0~5的整数的情况下,保护层与取代基D的密合性变得更良好,并且可以防止含氟醚化合物的数均分子量变得过大,是优选的。s更优选为0~2的整数。
在通式(7-3)中,在t为1~5的整数的情况下,保护层与取代基D的密合性变得更良好,并且可以防止含氟醚化合物的数均分子量变得过大,是优选的。t更优选为1~2的整数。
本实施方式的含氟醚化合物优选数均分子量为1000~10000的范围内。如果数均分子量为1000以上,则包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑剂不易蒸发,可以防止润滑剂蒸发,蒸发的润滑剂附着于磁头。此外,如果数均分子量为1000以上,则含氟醚化合物中包含的具有全氟聚醚链的连接基B的比例变得充分高,因此可以形成具有优异的润滑性的润滑层,是优选的。含氟醚化合物的数均分子量更优选为2000以上。此外,如果数均分子量为10000以下,则含氟醚化合物的粘度变得适当,通过涂布包含该含氟醚化合物的润滑剂,可以容易地形成厚度薄的润滑层。为了成为在适用于润滑剂的情况下易于操作的粘度,含氟醚化合物的数均分子量优选为4000以下。
数均分子量可以通过凝胶渗透色谱(GPC)求出。GPC的测定条件如下所述。
柱:Shodex制KF803
洗脱液:氟系溶剂(商品名:アサヒクリンAK-225,旭硝子社制)/丙酮=4/1(v/v)
流速:1mL/min
检测器:ELSD(蒸发光散射检测器)
本实施方式的含氟醚化合物的制造方法没有特别限定。本实施方式的含氟醚化合物可以使用以往公知的制造方法制造,例如,可以使用以下所示的制造方法。
可以通过下述方法等制造本实施方式的含氟醚化合物:首先,合成在三价原子或三价原子团X的结合连接基A的位置的末端具有环氧基的三官能环氧化合物。接下来,通过合成的三官能环氧化合物所具有的环氧基的开环加成反应,来加成具有与具有全氟聚醚链的连接基B和取代基D对应的结构的氟聚醚。
在上述制造方法中,在三价原子或三价原子团X的结合连接基A的位置的末端具有环氧基的三官能环氧化合物可以合成,也可以使用市售品。
例如,在三价原子或三价原子团X为上述通式(8)~上述通式(22)所示的任一者的情况下,上述三官能环氧化合物优选以在三价原子或三价原子团X的结合连接基A的位置结合了羟基的化合物作为原料来合成。具体而言,以上述的结合了羟基的化合物作为原料,通过以往公知的方法,合成在结合了羟基的位置的末端具有环氧基的三官能环氧化合物。
本实施方式的含氟醚化合物为上述通式(1)所示的化合物。
因此,如果使用包含该含氟醚化合物的润滑剂在保护层上形成润滑层,则配置在中央的三价原子或三价原子团X通过配置在三价原子或三价原子团X附近的3个连接基A与保护层的结合,而密合在保护层上。此外,与三价原子或三价原子团X连接的3个含氟醚基的末端分别通过取代基D与保护层的结合,而密合在保护层上。其结果,具有全氟聚醚链的连接基B在从三价原子或三价原子团X沿三个方向扩展延伸的状态下,通过连接基A和取代基D而两端在保护层上结合。
因此,对于使用包含上述含氟醚化合物的润滑剂在保护层上形成的润滑层,连接基B易于沿保护层上的面方向扩展配置。而且,对于这样的润滑层,连接基B的两端通过连接基A和取代基D而在保护层上结合,因此润滑层与保护层牢固结合。由此,对于包含上述含氟醚化合物的润滑剂,可以形成即使厚度薄,也可以以高被覆率被覆保护层表面的润滑层。因此,通过使用包含上述含氟醚化合物的润滑剂在保护层上形成润滑层,可以防止侵入到润滑层下层的环境物质污染磁记录介质。
与此相对,在使用了例如没有连接基A和/或取代基D的化合物作为含氟醚化合物的情况下,如果使形成在保护层上的润滑层的厚度薄,则得不到充分的被覆率。推测这是因为,如果没有连接基A和/或取代基D,则连接基B在保护层上易于沿保护层的厚度方向凝集,在保护层上不易沿面方向扩展。此外,在没有连接基A和/或取代基D的情况下,如果使润滑层的厚度薄,则与保护层的密合性变得不充分,因此难以变薄。
[磁记录介质用润滑剂]
本实施方式的磁记录介质用润滑剂(以下,也有时简写为“润滑剂”。)包含通式(1)所示的含氟醚化合物。
本实施方式的润滑剂只要在不损害由包含通式(1)所示的含氟醚化合物带来的特性的范围内,就可以包含作为润滑剂使用的公知的其它含氟醚化合物。
作为其它含氟醚化合物,可举出例如,末端具有羟基的含氟醚化合物、具有除极性基以外的官能团的含氟醚化合物等。
本实施方式的润滑剂可以根据需要混合使用不含通式(1)所示的含氟醚化合物的其它润滑剂。作为其它润滑剂的具体例,可举出例如,FOMBLIN(注册商标)ZDIAC、FOMBLINZDEAL、FOMBLIN AM-2001(以上Solvey Solexis社制)、Moresco A20H(Moresco社制)等。作为其它润滑剂,优选使用数均分子量为1000~10000的润滑剂。
在本实施方式的润滑剂包含其它润滑剂的情况下,本实施方式的润滑剂中的通式(1)所示的含氟醚化合物的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上。
由于本实施方式的润滑剂包含通式(1)所示的含氟醚化合物,因此可以形成即使使厚度薄,也可以以高被覆率被覆保护层表面的润滑层,可以抑制磁记录介质的污染。因此,根据本实施方式的润滑剂,可以提供表面存在的污染物质少的磁记录介质。
[磁记录介质]
图1为显示本发明的磁记录介质的一实施方式的概略截面图。
本实施方式的磁记录介质10形成在基板11上依次设置有附着层12、软磁性层13、第1基底层14、第2基底层15、磁性层16、保护层17、和润滑层18的结构。
“基板”
作为基板11,例如,可以使用在由Al或Al合金等金属或合金材料形成的基体上形成了由NiP或NiP合金形成的膜的非磁性基板等。
此外,作为基板11,可以使用由玻璃、陶瓷、硅、碳化硅、碳、树脂等非金属材料形成的非磁性基板,也可以使用在由这些非金属材料形成的基体上形成了NiP或NiP合金的膜的非磁性基板。
“附着层”
附着层12在与基板11、和设置在附着层12上的软磁性层13相接配置的情况下,防止基板11的腐蚀的进行。
附着层12的材料可以从例如Cr、Cr合金、Ti、Ti合金等中适当选择。附着层12例如可以通过溅射法形成。
“软磁性层”
软磁性层13优选具有第1软磁性膜、由Ru膜构成的中间层、和第2软磁性膜依次叠层而成的结构。即,软磁性层13优选通过在2层软磁性膜之间夹入由Ru膜构成的中间层,从而具有中间层上下的软磁性膜进行了反铁耦合(AFC)结合的结构。如果软磁性层13具有进行了AFC结合的结构,则可以提高对来自外部的磁场的耐性、以及对作为垂直磁记录特有的问题的WATE(Wide Area Track Erasure,广域磁道擦除)现象的耐性。
第1软磁性膜和第2软磁性膜优选为由CoFe合金形成的膜。
在第1软磁性膜和第2软磁性膜为由CoFe合金形成的膜的情况下,可以实现高饱和磁通密度Bs(1.4(T)以上)。
此外,优选在第1软磁性膜和第2软磁性膜所使用的CoFe合金中,添加Zr、Ta、Nb中的任意者。由此,能够促进第1软磁性膜和第2软磁性膜的非晶质化,使籽晶层的取向性提高,并且能够降低磁头的上浮量。
软磁性层13例如可以通过溅射法形成。
“第1基底层”
第1基底层14为用于控制设置在其上的第2基底层15和磁性层16的取向、结晶尺寸的层。第1基底层14是为了使从磁头产生的磁通的相对于基板面垂直方向成分大,并且使磁性层16的磁化的方向更牢固地固定于与基板11垂直的方向而设置。
第1基底层14优选为由NiW合金形成的层。在第1基底层14为由NiW合金形成的层的情况下,根据需要可以在NiW合金中添加B、Mn、Ru、Pt、Mo、Ta等其它元素。
第1基底层14例如可以通过溅射法形成。
“第2基底层”
第2基底层15为以磁性层16的取向变得良好的方式控制的层。第2基底层15优选为由Ru或Ru合金形成的层。
第2基底层15可以为由1层构成的层,也可以由多层构成。在第2基底层15由多层构成的情况下,可以全部层由相同材料构成,也可以至少一层由不同的材料构成。
第2基底层15例如可以通过溅射法形成。
“磁性层”
磁性层16由易磁化轴朝向相对于基板面垂直方向的磁性膜构成。磁性层16为包含Co和Pt的层,进一步为了改善SNR特性,可以为包含氧化物、Cr、B、Cu、Ta、Zr等的层。
作为磁性层16所含有的氧化物,可举出SiO2、SiO、Cr2O3、CoO、Ta2O3、TiO2等。
磁性层16可以由1层构成,也可以由组成不同的材料所形成的多个磁性层构成。
例如,在磁性层16由第1磁性层、第2磁性层和第3磁性层这3层构成的情况下,第1磁性层优选为由包含Co、Cr、Pt,进一步包含氧化物的材料形成的粒状结构。作为第1磁性层所含有的氧化物,优选使用例如,Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Co等的氧化物。其中,可以特别适合使用TiO2、Cr2O3、SiO2等。此外,第1磁性层优选为由添加了2种以上氧化物的复合氧化物形成。其中,可以特别适合使用Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、SiO2-TiO2等。
第1磁性层除了Co、Cr、Pt、氧化物以外,还可以包含选自B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re中的1种以上元素。
通过包含1种以上上述元素,可以使磁性粒子的微细化促进,或使结晶性、取向性提高,可以获得更适于高密度记录的记录再生特性、热起伏特性。
第2磁性层可以使用与第1磁性层同样的材料。第2磁性层优选为粒状结构。
第3磁性层优选为由包含Co、Cr、Pt,不包含氧化物的材料形成的非粒状结构。第3磁性层除了Co、Cr、Pt以外,还可以包含选自B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re、Mn中的1种以上元素。通过第3磁性层除了Co、Cr、Pt以外还包含上述元素,可以使磁性粒子的微细化促进,或使结晶性、取向性提高,可获得更适于高密度记录的记录再生特性和热起伏特性。
在磁性层16由多个磁性层形成的情况下,优选在相邻的磁性层之间设置非磁性层。在磁性层16由第1磁性层、第2磁性层和第3磁性层这3层构成的情况下,优选在第1磁性层与第2磁性层之间、和第2磁性层与第3磁性层之间设置非磁性层。
通过在邻接的磁性层间以适度的厚度设置非磁性层,各个膜的磁化反转变得容易,可以使磁性粒子整体的磁化反转的分散小,可以使S/N比更加提高。
设置在磁性层16的邻接的磁性层间的非磁性层可以适合使用例如,Ru、Ru合金、CoCr合金、CoCrX1合金(X1表示选自Pt、Ta、Zr、Re、Ru、Cu、Nb、Ni、Mn、Ge、Si、O、N、W、Mo、Ti、V、Zr、B中的1种或2种以上元素。)等。
设置在磁性层16的邻接的磁性层间的非磁性层,优选使用包含氧化物、金属氮化物、或金属碳化物的合金材料。具体而言,作为氧化物,可以使用例如,SiO2、Al2O3、Ta2O5、Cr2O3、MgO、Y2O3、TiO2等。作为金属氮化物,可以使用例如,AlN、Si3N4、TaN、CrN等。作为金属碳化物,可以使用例如,TaC、BC、SiC等。
非磁性层例如可以通过溅射法形成。
为了实现更高的记录密度,磁性层16优选为易磁化轴朝向相对于基板面垂直方向的垂直磁记录型的磁性层,但也可以为面内磁记录型的磁性层。
磁性层16可以通过蒸镀法、离子束溅射法、磁控管溅射法等以往的公知的任何方法形成,通常通过溅射法形成。
“保护层”
保护层17为用于保护磁性层16的层。保护层17可以由一层构成,也可以由多层构成。保护层17为由包含氮的碳或碳化硅形成的层,优选为由碳形成的层。
作为保护层17的成膜方法,可以使用:使用碳靶材的溅射法、使用乙烯、甲苯等烃原料的CVD(化学蒸镀法)法、IBD(离子束蒸镀)法等。
“润滑层”
润滑层18是防止磁记录介质10的污染,并且使在磁记录介质10上滑动的磁记录再生装置的磁头的摩擦力降低,使磁记录介质10的耐久性提高的层。
如图1所示,润滑层18是通过在保护层17上涂布上述实施方式的磁记录介质用润滑剂,而以在保护层17上相接的方式形成的。因此,润滑层18包含上述含氟醚化合物。
润滑层18在配置润滑层18下的保护层17由碳或碳化硅形成的情况下,该碳或碳化硅与润滑层18所包含的含氟醚化合物以高结合力结合。其结果,成为即使润滑层18的厚度薄,也以高被覆率被覆保护层17表面的磁记录介质10,可以有效地防止磁记录介质10表面的污染。
特别是,在保护层17由碳形成的情况下,保护层17所包含的碳原子、与润滑层18所包含的含氟醚化合物的结合力变得更加高。因此,在保护层17由碳形成的情况下,即使使润滑层18的厚度更薄,也可以以充分高的被覆率被覆保护层17表面。
润滑层18的平均膜厚优选为更优选为
如果润滑层18的平均膜厚为0.5nm以上,则润滑层18不会变为岛状和网眼状的任意者,而以均匀的膜厚形成。因此,通过润滑层18,可以以高被覆率被覆保护层17表面。此外,通过使润滑层18的平均膜厚为3nm以下,可以使磁头的上浮量充分小,使磁记录介质10的记录密度高。
在保护层17的表面不通过润滑层18以充分高的被覆率被覆的情况下,吸附在磁记录介质10表面的环境物质穿越润滑层18的间隙,而侵入到润滑层18下。侵入到润滑层18下层的环境物质与保护层17吸附、结合而生成污染物质。进而,在磁记录再生时,该污染物质(凝集成分)作为污迹而附着(转印)于磁头,使磁头破损,或使磁记录再生装置的磁记录再生特性降低。
起因于这样的环境物质从润滑层18的间隙侵入的问题在将磁记录介质10保持在高温条件下的情况下更显著地出现。
作为使污染物质生成的环境物质,可以举出例如,硅氧烷化合物(环状硅氧烷、直链硅氧烷)和离子性化合物(离子性杂质)、或二十八烷等分子量比较高的烃、邻苯二甲酸二辛酯等增塑剂等。作为离子性杂质所包含的金属离子,可以举出例如,钠离子、钾离子等。作为离子性杂质所包含的无机离子,可以举出例如,氯离子、溴离子、硝酸根离子、硫酸根离子、铵根离子等。作为离子性杂质所包含的有机物离子,可以举出例如,草酸根离子、甲酸根离子等。
“润滑层的形成方法”
作为形成润滑层18的方法,可举出例如,准备在基板11上形成直到保护层17为止的各层的制造中途的磁记录介质,在保护层17上涂布润滑层形成用溶液的方法。
润滑层形成用溶液通过将上述实施方式的磁记录介质用润滑剂根据需要用溶剂进行稀释,制成适于涂布方法的粘度和浓度而获得。
作为润滑层形成用溶液所使用的溶剂,可举出例如,バートレル(注册商标)XF(商品名,三井デュポンフロロケミカル社制)等氟系溶剂等。
作为润滑层形成用溶液的涂布方法,没有特别限定,可举出例如,旋转涂布法、浸渍法等。
在使用浸渍法的情况下,可以使用例如以下所示的方法。首先,在收容在浸渍涂布装置的浸渍槽的润滑层形成用溶液中,浸渍形成了直到保护层17为止的各层的基板11。接着,从浸渍槽以规定速度提升基板11。这样操作,将润滑层形成用溶液涂布在基板11的保护层17上的表面。
通过使用浸渍法,可以将润滑层形成用溶液均匀地涂布在保护层17的表面,可以在保护层17上形成均匀的厚度的润滑层18。
本实施方式的磁记录介质10在基板11上至少依次设置有磁性层16、保护层17、和润滑层18。对于本实施方式的磁记录介质10,在保护层17上相接而形成包含上述含氟醚化合物的润滑层18。该润滑层18即使厚度薄,也以高被覆率被覆保护层17表面。
因此,本实施方式的磁记录介质10可以防止使离子性杂质等污染物质生成的环境物质从润滑层18的间隙侵入,实现在表面上存在的污染物质少的状态。
实施例
以下,通过实施例和比较例进一步具体地说明本发明。另外,本发明不仅仅限定于以下实施例。
[模拟]
进行假定了使用包含上述实施方式的含氟醚化合物的润滑剂,在磁记录介质的保护层上形成了润滑层的情况下的模拟,研究润滑层的膜厚与被覆率和磁记录介质的污染(沾污)的关系。
1.计算模型
模拟所使用的保护层、润滑剂、污染物质的结构模型如下所述。
(保护层模型)
保护层模型设为由包含与润滑剂的亲和性高的吸附位点的碳形成的层。以下,具体地说明其结构,但通过模拟而导出的结论不限定于此。
图2是用于对模拟所使用的保护层的结构进行说明的示意图。在图2中,深色的圆表示氮原子30,浅色的圆表示碳原子31。对于模拟,如图2所示,作为保护层使用了2层的氮掺杂石墨烯。在图2中,仅仅显示各氮掺杂石墨烯的单元结构。在模拟中,采用图2所示的各氮掺杂石墨烯的单元结构沿由箭头表示的方向无限重复的周期边界条件设定。各氮掺杂石墨烯将石墨烯的碳原子31的一部分通过氮原子30进行了置换。各氮掺杂石墨烯中的氮原子30的比例如图2所示那样设定为12.5%。
这里,使用了氮掺杂石墨烯作为模型的原因是因为,保护层基本上为由碳或碳化硅形成的层,但通过成为氧、氮等的吸附位点,从而通常会增强与润滑剂的极性基的结合(参照专利文献4)。此外,使用了2层的石墨烯结构的原因是因为,具有利用由石墨形成的保护层的实例(参照专利文献5)。
(润滑剂模型)
作为润滑剂使用了具有表1所示的构成的含氟醚化合物。表1所示的模拟编号1~模拟编号19中使用的润滑剂为通式(1)所示的上述实施方式的含氟醚化合物。如表1所示,对于模拟编号1~模拟编号19中使用的润滑剂,作为通式(1)中的三价原子或三价原子团X使用了通式(8)~通式(23)的三价原子或三价原子团,作为连接基A使用了通式(2)或通式(4)的连接基。此外,对于表1所示的模拟编号1~模拟编号19中使用的润滑剂,作为连接基B使用了通式(5)或(6)的连接基,作为取代基D使用了羟基或通式(7-1)所示的r为零的取代基。表1所示的模拟编号1~模拟编号19中使用的润滑剂,以全部分子量成为2000~2400左右的方式,调整了通式(1)中的连接基B的长度(换言之,通式(5)中的m和n的数值)。
此外,作为表1所示的模拟编号20中使用的润滑剂,使用了下述通式(24)所示的含氟醚化合物(在通式(24)中,w为10,x为10。)。
[表1]
(污染物质模型)
作为污染物质的模型,使用了八甲基环四硅氧烷(环状硅氧烷)。硅氧烷是以硅和氧作为骨架的化合物,具有Si-O-Si键(硅氧烷键)的物质的总称。低分子环状硅氧烷由于挥发性特别高,因此可知即使在室温或体温附近也变为蒸气而向大气中扩散,成为污染的原因。因此,这次使用作为代表性的环状硅氧烷的八甲基环四硅氧烷,进行了硅氧烷污染模拟。
2.计算步骤
(电荷计算)
对上述保护层、润滑剂、环状硅氧烷的结构模型,分别通过量子化学计算求出原子电荷。对于各结构模型的电荷的计算,执行计算稳定结构的结构的最佳化后,算出该结构中的原子电荷。
润滑剂与环状硅氧烷的稳定结构的计算使用B3LYP/6-31G*,通过Minimal Basisset Mulliken population analysis求出所求出的稳定结构中的原子电荷。保护层的稳定结构的计算使用HSEH1PBE/6-31G*,通过Mulliken population analysis算出原子电荷。这些量子化学计算使用了Gaussian社的Gaussian09程序包。
使用如上述那样操作而算出的电荷数据,在以下所示的条件下执行分子动力学计算,进行润滑剂的涂布模拟和污染的模拟,评价了润滑层的膜厚、被覆率、磁记录介质的污染(沾污)。
(润滑剂的涂布模拟)
作为分子力场使用Dreiding力场,以与量子化学计算的结果一致的方式将保护层和润滑层之间的Lennard-Jones势的深度参数的值调节为1/2倍(使ε的参数为原来的1/2倍)。长距离库仑相互作用的计算使用了Particle-Particle Particle-Mesh Ewald法。此外,Lennard-Jones相互作用使用了截止法。截止距离设为可视为相互作用可以无视的作为温度控制法,使用速度标定法,通过使粒子数(N)、体积(V)和温度(T)为恒定的NVT整体进行了模拟。分子动力学计算使用株式会社JSOL的J-OCTA的分子动力学引擎VSOP来执行。
润滑剂的涂布模拟是在的周期边界单元中配置保护层的结构模型,在模拟中以不移动保护层的方式固定进行。
进而,通过进行以下所示的润滑剂的涂布模拟,将在室温下润滑层被覆了保护层的状态再现。图3(a)~图3(e)是用于对润滑剂的涂布模拟进行说明的示意图。在图3(a)~图3(e)中,符号1a表示润滑剂,符号1b表示润滑层,符号20表示保护层。
首先,如图3(a)所示,在保护层20的表面上方随机地配置润滑剂1a。此时,润滑剂1a的分子数以室温下的润滑层1b的膜厚成为前后的方式调整。这是因为,在模拟编号1~20之间将以下的薄的膜厚的润滑层中的被覆率和硅氧烷污染耐性进行比较。
接着,向配置在润滑剂1a末端的氢原子施加向下的力,如图3(b)和图3(c)所示那样,使润滑剂1a下降而在保护层20的表面形成了润滑层1b。这里,图3(b)为计算中途的结构,图3(c)为20ps的计算后的润滑层1b的结构。
接着,为了将室温下的热平衡状态的润滑层的结构再现,解除向配置在润滑剂1a末端的氢原子的向下的力,进行了以下所示的模拟。为了以短时间达到热平衡状态,首先在300K以上的高温下实施5ns间的分子动力学计算,获得了图3(d)所示的润滑层1b的结构。然后,为了将室温下的润滑层1b的结构再现,在300K下实施5ns间的分子动力学计算,获得了图3(e)所示的润滑层1b的结构。另外,在图3(d)、图3(e)的各个模拟中,确认了以3ns达到热平衡状态。
接下来,通过以下所示的方法,评价了润滑层的膜厚和被覆率。
(润滑层的膜厚)
将从保护层表面到润滑层表面的高度设为膜厚。然而,一般而言润滑层的膜厚不是均匀的,因此根据进行测定的位置而膜厚的值产生偏差。为了避免该问题,这次,将在周期边界单元内的全部空间将膜厚进行了平均的值作为润滑层的膜厚进行了评价。
(润滑层的被覆率)
润滑层1b的被覆率使用以下所示的式子算出。
被覆率=(保护层表面被覆原子所占有的面积/保护层表面的总面积)×100
在上述式中所谓“保护层表面被覆原子”,是指在保护层20上存在的含氟醚化合物的原子之中,在距保护层20表面以内存在的含氟醚化合物的原子。所谓“保护层表面被覆原子所占有的面积”,与距保护层表面被覆原子的中心为半径(大约范德华半径)的圆的集合所占的面积对应。
(硅氧烷污染的模拟)
实施将润滑层1b的温度缓和到300K的模拟5ns后,任选地取出在3ns~5ns之间不同时刻下的润滑层1b的结构,作为硅氧烷污染的模拟中的润滑层1b的初期结构而使用。为了抑制统计误差而提高计算结果的可靠性,使用3个初期结构进行以下计算,将取统计平均的值作为评价结果而使用。
在图3(e)的润滑层1b的表面上方随机地配置环状硅氧烷50分子,在温度300K下执行分子动力学计算10ns,获得了环状硅氧烷侵入到润滑层下层的状态。进而,通过以下所示的方法评价了硅氧烷污染数。
图4是用于对硅氧烷污染数的评价方法进行说明的示意图。在上述的模拟的结果中,将侵入到润滑层1b内而吸附在保护层20表面的环状硅氧烷21的分子数作为硅氧烷污染数而计测。这里,将分子重心的高度位于距保护层表面以内的环状硅氧烷定义为污染了的环状硅氧烷。
然后,以由表1所示的模拟编号20形成的润滑层的硅氧烷污染数的数值作为基准(1.00),将由模拟编号1~19形成的润滑层的硅氧烷污染数进行换算,获得了标准化硅氧烷污染数。
(模拟结果)
将计算的润滑层的膜厚、被覆率、标准化硅氧烷污染数的结果示于表1中。如表1所示,使用了润滑剂1~润滑剂20的情况下获得的润滑层的厚度为的范围内。
作为通式(1)所示的含氟醚化合物的润滑剂1~润滑剂19与润滑剂20相比都为被覆率高2.5%以上的结果。此外,润滑剂1~润滑剂19的标准化硅氧烷污染数为0.61以下,与润滑剂20相比都非常少。
根据以上模拟结果,通过使用通式(1)所示的含氟醚化合物而形成润滑层,可以以薄的膜厚实现具有高被覆率和优异的硅氧烷污染耐性的润滑层。因此,可以推定包含通式(1)所示的含氟醚化合物的润滑剂即使厚度薄也可以以高被覆率被覆保护层表面,可以抑制磁记录介质的污染。
(实施例1)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例1中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(22),连接基A为通式(2),连接基B为通式(5),取代基D为羟基的化合物。
<合成例>
在500mL的茄型烧瓶中投入叔丁醇380mL,进一步,投入环己烷三醇10g和表氯醇180mL,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。
接着,在上述混合物中加入氢氧化钠18g,在70℃下,搅拌10小时。然后,将上述混合物冷却直到25℃,进一步,加入乙酸乙酯1L和离子交换水200mL进行了水洗。接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去。然后,进行柱精制(以乙酸乙酯/己烷作为溶剂的硅胶柱色谱),获得了由下述通式(25)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物1-a(1g)。
进行所得的化合物1-a的1H-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)=3.761(3H),3.440(3H),3.314(3H),3.126(3H),2.795(3H),2.611(3H),2.409(3H),1.227(3H)
(含氟醚化合物的合成)
在氮气气氛下,在200mL的茄型烧瓶中,投入1g上述化合物1-a、和HOCH2CF2O(CF2CF2O)n(CF2O)mCF2CH2OH(式中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)所示的氟聚醚(数均分子量800,分子量分布1.02)40g,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。
接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾1.4g,在70℃下,搅拌6小时。然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリン(注册商标)AK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去后,在60℃、19MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(26)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物1-b(4.5g)。
进行所得的化合物1-b的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,acetone-D6):δ(ppm)=1.227(3H),2.530(3H),3.461(3H),3.598(3H),3.648(3H),3.735(3H),3.799~3.948(12H),4.037~4.110(6H)
19F-NMR(400MHz,acetone-D6):δ(ppm)=-90.57~-88.88(36F),-83.21~-81.20(6F),-80.64~-78.64(6F),-53.32~-51.94(18F)
(在通式(26)中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)
使这样操作而获得的化合物1-b溶解于バートレル(注册商标)XF(商品名,三井デュポンフロロケミカル社制)。进而,以涂布时的膜厚成为 的方式,调制出化合物1-b的稀释液。
接下来,如图1所示,准备在基板11上依次设置有附着层12、软磁性层13、第1基底层14、第2基底层15、磁性层16、保护层17、和润滑层18的磁记录介质10。保护层17由碳形成。润滑层18通过以下所示的方法形成。
将化合物1-b的稀释液通过浸渍法,涂布在形成了直到保护层17为止的各层的直径65mm的磁记录介质的保护层上,形成由化合物1-b形成的润滑层。另外,浸渍法在浸渍速度10mm/sec、浸渍时间30sec、提升速度1.2mm/sec的条件下进行。
使用FT-IR(商品名:Nicolet iS50,Thermo Fisher Scientific社制)测定了所得的润滑层的膜厚。将其结果示于表2中。
(有机硅污染耐性评价)
准备LUL方式的硬盘驱动器,搭载形成了由化合物1-b形成的润滑层的磁记录介质。作为磁头,使用了垂直磁记录用头。在该硬盘驱动器内,加入市售的硅橡胶凝胶片(1cm×1cm×0.5cm),在以下所示的环境下重复连续LUL动作。
即,在Dry(相对湿度10%以下)的环境下,如图5所示,持续进行25℃(5小时)→60℃(5小时)→25℃(5小时)的周期运行(上升(升温),下降(降温)各1小时)直到达到以下耐久时间。
耐久时间设为开始连续LUL动作后(开始从25℃向60℃升温后),直到硬盘驱动器的主轴电动机的驱动电流超过了阈值的时刻为止的时间。
推定如果润滑层无间隙地均匀形成,则防止从硅橡胶凝胶片气化的环状硅氧烷向磁记录介质附着。其结果,不对硬盘驱动器的主轴电动机施加负荷,耐久时间变长。另一方面,如果润滑层具有间隙,则气化的环状硅氧烷附着于磁记录介质,向硬盘驱动器的主轴电动机施加负荷,耐久时间变短。
将耐久时间为150小时以上的情况评价为“○”,将耐久时间为100小时以上、且耐久时间小于150小时的情况评价为“×”。将其结果示于表2中。
(二十八烷附着试验)
与上述有机硅污染耐性评价同样地操作,制作出形成了由化合物1-b形成的润滑层的磁记录介质。
与其分开地,准备形成了直径4.5mm、高度0.5mm的凹部的夹具,在其孔穴中滴加二十八烷(C28H58)50ppm溶液(溶剂己烷)10μL,使己烷完全蒸发。
接下来,在加有二十八烷的夹具中,使形成了润滑层的磁记录介质以使润滑层与夹具的形成了凹部的面对置的方式盖上。
接着,将磁记录介质与夹具一起放入到玻璃皿,进一步,在用铝箔包住的状态下,在80℃下加热24小时后,在室温下静置24小时。
然后,通过OSA(Optical Surface Analyzer:Candela 6300,KLA Tencor社制)观察与夹具相对的侧的磁记录介质的表面整面(润滑层表面)。
在采用OSA进行的观察中,将分割的微小区域的散射光强度超过一定强度的情况下设为1计数,计测该散射光的数。
在润滑层没有间隙而为均匀(涂膜的被覆率高)的情况下,由于妨碍气化的二十八烷向磁记录介质附着,因此计数数变少。另一方面,如果在润滑层具有间隙,则气化的二十八烷附着于磁记录介质表面而变为结晶,将光强地散射,因此散射光的计数数变多。
将散射光的数小于100的情况评价为“○”,将散射光的数为100个以上且小于500个的情况评价为“△”,将散射光的数为500个以上的情况评价为“×”。将其结果示于表2中。
(实施例2)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例2中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(22),连接基A为通式(2),连接基B为通式(5),取代基D为通式(7-1)所示的r为零的化合物。
在氮气气氛下,在50mL的茄型烧瓶中,投入叔丁醇36mL、和4g上述化合物1-b,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾0.4g,一边加热到70℃,一边加入缩水甘油300μL,搅拌5小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリンAK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。
接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去。然后,与实施例1同样地操作,在60℃、19MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(27)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物1-c(2g)。
进行所得的化合物1-c的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=1.211(3H),2.523(3H),3.452(3H),3.574(3H),3.625(3H),3.744(6H),3.797~3.901(12H),3.927~4.116(18H)
19F-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=-90.87~-89.19(36F),-81.43~-78.90(12F),-55.63~-52.29(18F)
(在通式(27)中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)
(实施例3)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例3中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(22),连接基A为通式(2),连接基B为通式(6),取代基D为羟基的化合物。
在氮气气氛下,在200mL的茄型烧瓶中,投入1g上述化合物1-a、和HOCH2CF2O(CF2CF2O)qCF2CH2OH(式中,q表示3~7的整数。)所示的氟聚醚(数均分子量800,分子量分布1.03)40g,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾1.4g,在70℃下,搅拌6小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリン(注册商标)AK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去。然后,与实施例1同样地操作,在60℃、19MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(28)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物1-d(2.6g)。
进行所得的化合物1-d的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=1.186(3H),2.496(3H),3.427(3H),3.551(3H),3.605(3H),3.771(3H),3.806~3.931(12H),4.030~4.081(6H)
19F-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=-89.07(60F),-81.37(6F),-78.85(6F)
(在通式(28)中,q表示3~7的整数。)
(实施例4)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例4中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(22),连接基A为通式(2),连接基B为通式(6),取代基D为通式(7-1)所示的r为零的化合物。
在氮气气氛下,在50mL的茄型烧瓶中,投入叔丁醇36mL、和2g上述化合物1-d,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾0.2g,一边加热到70℃,一边加入缩水甘油150μL,搅拌5小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリンAK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。
接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去后,与实施例1同样地在60℃、19MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(29)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物1-e(1.6g)。
进行所得的化合物1-e的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=1.185(3H),2.499(3H),3.427(3H),3.554(3H),3.600(3H),3.709(6H),3.735~3.918(12H),4.029~4.078(18H)
19F-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=-88.67(60F),-78.43(12F)
(在通式(29)中,q表示3~7的整数。)
(实施例5)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例5中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(22),连接基A为通式(2),连接基B为通式(6)所示的q为2的连接基,取代基D为羟基的化合物。
在氮气气氛下,在200mL的茄型烧瓶中,投入5.0g上述化合物1-a、和HOCH2CF2O(CF2CF2O)2CF2CH2OH所示的氟聚醚101.4g,一边加热到75℃,一边将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。
接着,在上述混合物中加入碳酸钾6.8g,一边加热到75℃,一边搅拌8小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入二氯甲烷(90mL)和甲醇(40mL)并转移到分液漏斗,将上述混合物进行了水洗。
接着,从分液漏斗回收有机相,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去后,在60℃、24MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(30)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物1-f(13.2g)。
进行所得的化合物1-f的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,六氟苯/acetone-D6=4/1v/v):δ(ppm)=4.09(6H),3.95(6H),3.91~3.81(6H),3.80~3.72(3H),3.71~3.65(3H),3.65~3.57(3H),3.55~3.43(3H),2.60~2.47(3H),1.36~1.19(3H)
19F-NMR(400MHz,六氟苯/acetone-D6=4/1v/v):δ(ppm)=-89.50~-89.20(12F),-89.17~-88.86(12F),-81.03(6F),-78.64(6F)
(实施例6)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例6中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(23),连接基A为通式(4)所示的p为3的连接基,连接基B为通式(5),取代基D为羟基的化合物。
(含氟醚化合物的合成)
在氮气气氛下,在200mL的茄型烧瓶中,投入三(4,5-环氧戊基)异氰脲酸酯(商品名:TEPIC-VL,日产化学工业社制)1g、和HOCH2CF2O(CF2CF2O)n(CF2O)mCF2CH2OH(式中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)所示的氟聚醚(数均分子量800,分子量分布1.02)31g,它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾1.4g,在70℃下,搅拌8.5小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリン(注册商标)AK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去。然后,在60℃、20MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(31)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物2-a(3.6g)。
进行所得的化合物2-a的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,acetone-D6):δ(ppm)=1.335(3H),1.444(3H),1.598(3H),1.724(3H),3.46~3.56(6H),3.68~3.80(9H),3.85~4.03(12H)
19F-NMR(400MHz,acetone-D6):δ(ppm)=-90.38~-88.24(36F),-82.27~-80.15(6F),-79.79~-77.50(6F),-54.85~-49.76(18F)
(在通式(31)中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)
(实施例7)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例7中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(23),连接基A为通式(4)所示的p为3的连接基,连接基B为通式(5),取代基D为通式(7-1)所示的r为零的化合物。
在氮气气氛下,在50mL的茄型烧瓶中,投入叔丁醇35mL、和3g上述化合物2-a,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。
接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾0.4g,一边加热到70℃,一边加入缩水甘油270μL,搅拌5小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリンAK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。
接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去后,在60℃、23MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(32)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物2-b(1.5g)。
进行所得的化合物2-b的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=1.434(3H),1.530(3H),1.694(3H),1.854(3H),3.54~3.77(12H),3.77~3.90(12H),4.07~4.14(18H)
19F-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=-90.18~-88.26(36F),-79.89~-77.75(12F),-54.68~-51.09(18F)
(在通式(32)中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)
(实施例8)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例8中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(23),连接基A为通式(4)所示的p为3的连接基,连接基B为通式(6),取代基D为羟基的化合物。
在氮气气氛下,在200mL的茄型烧瓶中,投入三(4,5-环氧戊基)异氰脲酸酯(商品名:TEPIC-VL,日产化学工业社制)1g、和HOCH2CF2O(CF2CF2O)qCF2CH2OH(式中,q表示3~7的整数。)所示的氟聚醚(数均分子量800,分子量分布1.03)31g,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾1.4g,在70℃下,搅拌7小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリン(注册商标)AK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去。然后,在60℃、20MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述式(33)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物2-c(3.0g)。
进行所得的化合物2-c的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=1.337(3H),1.445(3H),1.598(3H),1.723(3H),3.46~3.56(6H),3.68~3.80(9H),3.85~4.03(12H)
19F-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=-89.07(60F),-82.21~-80.16(6F),-79.78~-77.51(6F)
(在通式(33)中,q表示3~7的整数。)
(实施例9)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例9中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(23),连接基A为通式(4)所示的p为3的连接基,连接基B为通式(6),取代基D为通式(7-1)所示的r为零的化合物。
在氮气气氛下,在50mL的茄型烧瓶中,投入叔丁醇35mL、和3g上述化合物2-c,将它们进行搅拌直到变得均匀,获得了混合物。接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾0.4g,一边加热到70℃,一边加入缩水甘油270μL,搅拌6小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリンAK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去。然后,在60℃、23MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述式(34)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物2-d(1.3g)。
进行所得的化合物2-d的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=1.435(3H),1.533(3H),1.692(3H),1.853(3H),3.54~3.77(12H),3.77~3.90(12H),4.07~4.14(18H)
19F-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=-88.67(60F),-79.88~-77.77(12F)
(在通式(34)中,q表示3~7的整数。)
(实施例10)
通过以下所示的方法,合成通式(1)所示的含氟醚化合物,进行了评价。在实施例10中,合成出通式(1)中的三价原子或三价原子团X为通式(23),连接基A为通式(4)所示的p为1的连接基,连接基B为通式(5),取代基D为羟基的化合物。
在氮气气氛下,在200mL的茄型烧瓶中,投入三(2,3-环氧丙基)异氰脲酸酯(商品名:TEPIC-SS,日产化学工业社制)1g、和HOCH2CF2O(CF2CF2O)n(CF2O)mCF2CH2OH(式中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)所示的氟聚醚(数均分子量800,分子量分布1.03)41g,将它们进行搅拌直到变得均匀。
接着,在上述混合物中加入叔丁醇钾1.8g,在70℃下,搅拌6小时。
然后,将上述混合物冷却直到25℃,用盐酸中和后,加入氟系溶剂(商品名:アサヒクリン(注册商标)AK-225,旭硝子社制),将上述混合物进行了水洗。
接着,将茄型烧瓶内的有机相回收,在该有机相中加入硫酸钠进行脱水,进行了过滤器过滤。
接着,使用蒸发器,将溶剂从滤液蒸馏除去后,在60℃、19MPa的条件下进行超临界提取,获得了由下述通式(35)所示的化合物形成的无色透明的液状的化合物2-e(2.6g)。
进行所得的化合物2-e的1H-NMR测定和19F-NMR测定,由以下结果鉴定了结构。
1H-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=3.62~3.80(6H),3.85~4.28(21H)
19F-NMR(400MHz,d-acetone):δ(ppm)=-89.05~-87.80(36F),-82.32~-80.69(6F),-79.85~-77.65(6F),-54.89~-50.14(18F)
(在通式(35)中,m表示2~5的整数,n表示2~5的整数。)
接下来,使用在实施例2~实施例10中合成的化合物1-c、1-d、1-e、1-f、2-a、2-b、2-c、2-d、2-e,与实施例1同样地操作,在磁记录介质上形成润滑层,进行了有机硅污染耐性评价、和二十八烷附着试验。将其结果示于表2中。
(比较例)
使用上述通式(24)所示的化合物(Solvey Solexis社制的Fomblin Z-tetraol(分子量约2000)),与实施例1同样地操作,在磁记录介质上形成润滑层,进行了有机硅污染耐性评价、和二十八烷附着试验。将其结果示于表2中。
[表2]
由表2所示的结果可知,在磁记录介质的保护层上,使用实施例1~10的化合物形成了润滑层的情况与使用比较例的化合物形成了润滑层的情况相比,可以以高被覆率被覆磁记录介质表面,污染耐性优异。
此外,实施例1中的通式(26)所示的化合物1-b与表1所示的模拟编号15中使用的润滑剂对应,实施例2中的通式(27)所示的化合物1-c与表1所示的模拟编号16中使用的润滑剂对应,实施例3中的通式(28)所示的化合物1-d与表1所示的模拟编号17中使用的润滑剂对应,实施例7中的通式(32)所示的化合物2-b与表1所示的模拟编号19中使用的润滑剂对应,比较例的化合物与表1所示的模拟编号20中使用的润滑剂对应。
实施例1、实施例2、实施例3、实施例7、比较例的结果、与模拟编号15、模拟编号16、模拟编号17、模拟编号19、模拟编号20的结果分别充分相关,可以确认到模拟的结果的可靠性高。
产业可利用性
通过使用本发明的磁记录介质用润滑剂,可以形成即使使厚度薄,也可以以高被覆率被覆磁记录介质的保护层表面的润滑层。
符号的说明
10···磁记录介质,11···基板,12···附着层,
13···软磁性层,14···第1基底层,15···第2基底层,
16···磁性层,17···保护层,18···润滑层,20···保护层,21···环状硅氧烷,30···氮原子,31···碳原子,1a···润滑剂,1b···润滑层。

Claims (15)

1.一种含氟醚化合物,其特征在于,由下述通式(1)表示,
在通式(1)中,X表示三价原子或三价原子团,A表示包含至少1个极性基的连接基,B表示具有全氟聚醚链的连接基,D表示极性基或末端具有极性基的取代基。
2.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的X为烃。
3.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的X为脂肪族环。
4.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的X为芳香环。
5.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的X为杂环。
6.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的X为中心包含具有碳原子的正四面体结构的三价原子团、或中心包含环状平面结构的三价原子团。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的A为包含至少1个羟基的连接基。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的A为下述通式(2)~下述通式(4)中的任一者所示的连接基,
在通式(4)中,p表示1~5的整数。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的B为下述通式(5)或下述通式(6)所示的连接基,
在通式(5)中,m表示1~30的整数,n表示1~30的整数;在通式(6)中,q表示1~30的整数。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的D表示羟基、下述通式(7-1)~(7-3)中的任一者,
在通式(7-1)中,r表示0~5的整数;
在通式(7-2)中,s表示0~5的整数;
在通式(7-3)中,t表示1~5的整数。
11.根据权利要求1所述的含氟醚化合物,其特征在于,所述通式(1)中的X表示下述通式(8)~下述通式(23)中的任一者,
12.根据权利要求1~11中任一项所述的含氟醚化合物,其数均分子量为1000~10000的范围内。
13.一种磁记录介质用润滑剂,其特征在于,包含权利要求1~12中任一项所述的含氟醚化合物。
14.一种磁记录介质,其特征在于,是在基板上至少依次设置有磁性层、保护层、和润滑层的磁记录介质,
所述润滑层包含权利要求1~12中任一项所述的含氟醚化合物。
15.根据权利要求14所述的磁记录介质,所述润滑层的平均膜厚为0.5nm~3nm。
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