CN114174251A - 含氟醚化合物、磁记录介质用润滑剂及磁记录介质 - Google Patents
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Abstract
本发明为由下述式(1)表示的含氟醚化合物。R1‑CH2‑R2‑CH2‑R3(1)(式(1)中，R1为碳原子数1～10的烷氧基，R2为全氟聚醚链，R3为‑OCH2CH(OH)CH2O(CH2)mOH(式中的m为2～4的整数))。
Description
技术领域
本发明涉及适合于磁记录介质的润滑剂用途的含氟醚化合物、包含其的磁记录介质用润滑剂及磁记录介质。
本申请基于2019年7月31日在日本申请的特愿2019-141290号来主张优先权，将其内容援用到本文中。
背景技术
为了提高磁记录再生装置的记录密度，进行了适于高记录密度的磁记录介质的开发。
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的保护层而得到的磁记录介质。保护层对记录层中所记录的信息进行保护，并且提高磁头的滑动性。但是，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。
作为在形成磁记录介质的润滑层时使用的润滑剂，例如提出了一种含有下述化合物的润滑剂，所述化合物在具有包含CF2的重复结构的氟系聚合物的末端具有羟基等极性基团。
例如，在专利文献1中，公开了在一个末端具有烷氧基、在另一个末端具有羟基的氟聚醚化合物。另外，在专利文献2中，公开了在两个末端部分配置有具有多个羟基、且该羟基间的最短距离相距3个原子以上的取代基的化合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/199037号
专利文献2：日本专利第4632144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，要求更进一步减小磁头的上浮量。因此，需要使磁记录介质中的润滑层的厚度更薄。
但是，一般而言，若减薄润滑层的厚度，则有润滑层的被覆性降低、磁记录介质的化学物质耐性及耐磨损性降低的倾向。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其课题是提供可以适合用作磁记录介质用润滑剂的材料的含氟醚化合物，所述含氟醚化合物能够形成即使厚度薄也具有优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层。
另外，本发明的课题是提供包含本发明的含氟醚化合物的磁记录介质用润滑剂。
另外，本发明的课题是提供具有包含本发明的含氟醚化合物的润滑层的磁记录介质，所述磁记录介质具有优异的可靠性及耐久性。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为了解决上述课题而反复进行了深入研究。
其结果是，发现采用具有全氟聚醚链的一个末端为碳原子数1～10的烷氧基、另一个末端为-OCH2CH(OH)CH2O(CH2)mOH(式中的m为2～4的整数。)的特定结构的含氟醚化合物即可，从而想到了本发明。
即，本发明涉及以下的事项。
本发明的第一方式的化合物为以下的化合物。
[1]一种含氟醚化合物，其特征在于，由下述式(1)表示。
R1-CH2-R2-CH2-R3 (1)
(式(1)中，R1为碳原子数1～10的烷氧基，R2为全氟聚醚链，R3为-OCH2CH(OH)CH2O(CH2)mOH(式中的m为2～4的整数。)。)
本发明的第一方式的化合物优选包含下述的[2]～[4]中记载的特征。下述特征也优选将2个以上相互组合。
[2]根据[1]所述的含氟醚化合物，其特征在于，上述式(1)中的R2由下述式(2)～(4)中的任一者表示。
(式(2)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(3)中，r表示1～30。)
(式(4)中，s表示1～20。)
[3]根据[1]所述的含氟醚化合物，其特征在于，其为由下述式(A)～(F)中的任一者表示的化合物。
(式(A)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(B)中，r表示1～30。)
(式(C)中，s表示1～20。)
(式(D)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(E)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(F)中，p表示1～30，q表示0～30。)
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的含氟醚化合物，其数均分子量在500～10000的范围内。
本发明的第二方式为以下的磁记录介质用润滑剂。
[5]一种磁记录介质用润滑剂，其特征在于，包含[1]～[4]中任一项所述的含氟醚化合物。
本发明的第三方式为以下的磁记录介质。
[6]一种磁记录介质，其特征在于，在基板上至少依次设置有磁性层、保护层、和润滑层，上述润滑层包含[1]～[4]中任一项所述的含氟醚化合物。
[7]根据[6]所述的磁记录介质，其中，上述润滑层的平均膜厚为0.5nm～3nm。
发明效果
本发明的含氟醚化合物适合作为磁记录介质用润滑剂的材料。
本发明的磁记录介质用润滑剂由于包含本发明的含氟醚化合物，因此能够形成即使厚度薄也可获得优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层。
本发明的磁记录介质由于设置有具有优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层，因此具有优异的可靠性及耐久性。
附图说明
[图1]为示出本发明的磁记录介质的一实施方式的优选例的概略截面图。
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(以下，有时简记为“润滑剂”。)及磁记录介质进行详细说明。需要说明的是，本发明不仅仅限定于以下所示的实施方式。
本实施方式是为了更好地理解发明的主旨而具体说明的，只要没有特别指定，则不对本发明进行限定。在不脱离本发明的主旨的范围内，可以对数值、顺序、时间、比率、材料、量、构成等进行变更、附加、省略、替换等。
[含氟醚化合物]
本实施方式的含氟醚化合物由下述式(1)表示。
R1-CH2-R2-CH2-R3 (1)
(式(1)中，R1为碳原子数1～10的烷氧基，R2为全氟聚醚链，R3为-OCH2CH(OH)CH2O(CH2)mOH(式中的m为2～4的整数。)。)
此处，对在使用包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑剂而在磁记录介质的保护层上形成润滑层的情况下、即使厚度薄也可获得优异的化学物质耐性及耐磨损性的原因进行说明。
本实施方式的含氟醚化合物如式(1)所示，具有由R2表示的全氟聚醚链(以下，有时简记为“PFPE链”。)。在将包含含氟醚化合物的润滑剂涂布于保护层上而形成润滑层的情况下，PFPE链被覆保护层的表面，并且向润滑层赋予润滑性从而使磁头与保护层的摩擦力降低。
另外，如式(1)所示，在由R2表示的PFPE链的一个末端键合有由R1表示的碳原子数1～10的烷氧基。由R1表示的碳原子数1～10的烷氧基通过烷氧基的分子间相互作用、及/或烷氧基与保护层的相互作用，而使包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑层的化学物质耐性及耐磨损性提高。因此，包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑层与例如包含代替由R1表示的碳原子数1～10的烷氧基而配置有羟基的含氟醚化合物的润滑层相比，具有优异的化学物质耐性及耐磨损性。
另外，如式(1)所示，在由R2表示的PFPE链的另一个末端键合有由R3表示的-OCH2CH(OH)CH2O(CH2)mOH(式中的m为2～4的整数。)。由R3表示的末端基团中包含的2个羟基(-OH)在包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑层中，使含氟醚化合物与保护层密合，使化学物质耐性提高。
另外，在由R3表示的末端基团中，2个羟基分别与不同的碳原子键合，羟基所键合的碳原子彼此介由包含氧原子的连接基团(包含-O-(醚键)的连接基团)而键合。包含醚键的连接基团向由R3表示的末端基团赋予柔软性。因此，本实施方式的含氟醚化合物与例如末端基团中包含的2个羟基分别与不同的碳原子键合、羟基所键合的碳原子彼此键合的氟醚化合物相比，包含其的润滑层容易吸附于保护膜，润滑层与保护层的密合性优异。
根据以上内容，推断包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑剂能够形成即使厚度薄也可以以高被覆率被覆保护层的表面、并且具有优异的化学物质耐性和耐磨损性的润滑层。
在由式(1)表示的本实施方式的含氟醚化合物中，R2为全氟聚醚链(PFPE链)。R2没有特别限定，可以根据包含含氟醚化合物的润滑剂所需要的性能等而适当地选择。
R2优选为由下述式(2)～式(4)表示的任一者。R2为式(2)～式(4)中的任一者的情况下，含氟醚化合物的合成容易进行，从而是优选的。
另外，R2为式(2)～式(4)中的任一者的情况下，全氟聚醚链中的氧原子数(醚键(-O-)数量)相对于碳原子数的比例适宜。因此，成为具有适度的硬度的含氟醚化合物。因此，涂布于保护层上的含氟醚化合物不易在保护层上凝集，能够以充分的被覆率形成厚度更加薄的润滑层。另外，R2为式(2)～式(4)中的任一者的情况下，成为可获得具有良好的耐磨损性的润滑层的含氟醚化合物。
(式(2)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(3)中，r表示1～30。)
(式(4)中，s表示1～20。)
在式(2)中，作为重复单元的(CF2-CF2-O)与(CF2-O)的排列顺序没有特别限制。在式(2)中，(CF2-CF2-O)的数量p与(CF2-O)的数量q可以相同，也可以不同。式(2)可以包含由单体单元(CF2-CF2-O)和(CF2-O)形成的无规共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物中的任一种。
在式(1)中的R2为式(2)的情况下，表示平均聚合度的p为1～30，优选为1～20，进一步优选为1～15。根据需要，p可以为3～7、7～13。在式(1)中R2为式(2)的情况下，表示平均聚合度的q为0～30，优选为0～20，进一步优选为0～15。根据需要，q可以为3～7、7～13。另外，在q为0的情况下，p优选为1～17。
在式(3)中，表示平均聚合度的r为1～30的情况下，本实施方式的含氟醚化合物的数均分子量容易成为优选的范围。r优选为2～20，更优选为3～10。
在式(4)中，表示平均聚合度的s为1～20的情况下，本实施方式的含氟醚化合物的数均分子量容易成为优选的范围。s优选为2～15，更优选为2～8。
式(1)中，R1为碳原子数1～10的烷氧基，优选为碳原子数1～7的烷氧基。另外，R1优选为碳原子数1～10的直链的烷氧基。具体而言，作为R1，可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等。
式(1)中，R3为-OCH2CH(OH)CH2O(CH2)mOH(式中的m为2～4的整数。)。
具体而言，由式(1)表示的含氟醚化合物优选为由下述式(A)～(F)中的任一者表示的化合物。需要说明的是，式(A)～(F)中的p、q、r、s为表示平均聚合度的值，因此不是必须为整数。
由式(A)、(E)、(F)表示的化合物中，R1是碳原子数为3的烷氧基，R2为式(2)。而且，由式(A)表示的化合物中，R3的m为2，由式(E)表示的化合物中，R3的m为3，由式(F)表示的化合物中，R3的m为4。
由式(B)表示的化合物中，R1是碳原子数为3的烷氧基，R2为式(3)，R3的m为2。
由式(C)表示的化合物中，R1是碳原子数为3的烷氧基，R2为式(4)，R3的m为2。
由式(D)表示的化合物中，R1是碳原子数为7的烷氧基，R2为式(2)，R3的m为2。
(式(A)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(B)中，r表示1～30。)
(式(C)中，s表示1～20。)
(式(D)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(E)中，p表示1～30，q表示0～30。)
(式(F)中，p表示1～30，q表示0～30。)
若由式(1)表示的化合物为由上述式(A)～(F)中的任一者表示的化合物，则容易获得原料，并且，能够形成即使厚度薄也可获得更加优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层，因此是优选的。
本实施方式的含氟醚化合物的数均分子量(Mn)优选在500～10000的范围内。若数均分子量为500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，能够防止润滑剂蒸发而转移到磁头。含氟醚化合物的数均分子量更优选为1000以上。另外，若数均分子量为10000以下，则含氟醚化合物的粘度变得适当，通过涂布包含其的润滑剂，能够容易地形成厚度薄的润滑层。对于含氟醚化合物的数均分子量而言，为了成为在应用于润滑剂的情况下容易操作的粘度，优选为3000以下。
含氟醚化合物的数均分子量(Mn)为通过1H-NMR及19F-NMR、具体而言通过采用ブルカー·バイオスピン社制AVANCEIII400的1H-NMR及19F-NMR测定的值。在NMR(核磁共振)的测定中，将试样稀释于六氟苯、d-丙酮、d-四氢呋喃等的单独溶剂或混合溶剂中，用于测定。19F-NMR化学位移的基准将六氟苯的峰设为-164.7ppm，1H-NMR化学位移的基准将丙酮的峰设为2.2ppm。
“制造方法”
本实施方式的含氟醚化合物的制造方法没有特别限定，可以使用以往已知的制造方法来制造。本实施方式的含氟醚化合物可以使用例如以下所示的制造方法来制造。
首先，使具有与式(1)中的R2对应的全氟聚醚链的化合物与碳原子数1～10的卤代烷进行加成反应。由此，生成由式(1-1)表示的化合物。
R1-CH2-R2-CH2-OH (1-1)
(式(1-1)中，R1及R2与式(1)相同。)
作为此处的加成反应中使用的碳原子数1～10的卤代烷，可举出例如1-溴丙烷、1-氯丙烷、1-碘丙烷、1-溴丁烷、1-氯丁烷、1-碘丁烷、1-溴戊烷、1-氯戊烷、1-碘戊烷、1-溴己烷、1-氯己烷、1-碘己烷、1-溴庚烷、1-氯庚烷、1-碘庚烷、1-溴辛烷、1-氯辛烷、1-碘辛烷、1-溴壬烷、1-氯壬烷、1-碘壬烷、1-溴癸烷、1-氯癸烷、1-碘癸烷等。
接下来，使由式(1-1)表示的化合物、与表氯醇或表溴醇进行反应，生成具有烷氧基和环氧基的全氟聚醚。进而，使上述的具有烷氧基和环氧基的全氟聚醚、与选自乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇中的任一者进行反应。这样操作而得到的化合物可以通过例如使用柱色谱的方法来分离。
通过以上的方法，可得到由式(1)表示的含氟醚化合物。
本实施方式的含氟醚化合物为由上述式(1)表示的化合物。因此，若使用包含其的润滑剂而在保护层上形成润滑层，则通过式(1)中由R2表示的PFPE链来被覆保护层的表面，并且降低磁头与保护层的摩擦力。另外，对于使用包含本实施方式的含氟醚化合物的润滑剂所形成的润滑层而言，通过由R1表示的烷氧基中的分子间相互作用及/或该烷氧基与保护层的相互作用，可获得化学物质耐性及耐磨损性。
另外，本实施方式的含氟醚化合物通过由R3表示的末端基团中包含的2个羟基与保护层的键合而密合于保护层上。并且，由R3表示的末端基团中包含的2个羟基分别与不同的碳原子键合，上述羟基所键合的碳原子彼此介由包含氧原子的连接基团而键合。因此，包含本实施方式的氟醚化合物的润滑层的柔软性良好。因此，包含本实施方式的氟醚化合物的润滑层容易吸附于保护膜，其与保护层的密合性优异。
根据以上内容，如果采用本实施方式的含氟醚化合物，则润滑层与保护层被牢固地结合，可获得具有优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层。
[磁记录介质用润滑剂]
本实施方式的磁记录介质用润滑剂包含由式(1)表示的含氟醚化合物。
对于本实施方式的润滑剂而言，只要在不损害由于包含由式(1)表示的含氟醚化合物而产生的特性的范围内，就可以根据需要混合使用被用作润滑剂的材料的已知材料。
作为已知材料的具体例，可举出例如FOMBLIN(注册商标)ZDIAC、FOMBLIN ZDEAL、FOMBLIN AM-2001(以上为Solvay Solexis社制)、Moresco A20H(Moresco社制)等。与本实施方式的润滑剂混合使用的已知材料的数均分子量优选为1000～10000。
在本实施方式的润滑剂包含由式(1)表示的含氟醚化合物以外的材料的情况下，本实施方式的润滑剂中的由式(1)表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。上述含量可以为80质量％以上、90质量％以上、95质量％以上。
本实施方式的润滑剂由于包含由式(1)表示的含氟醚化合物，因此能够形成即使减薄厚度也可以以高被覆率被覆保护层的表面、并且与保护层的密合性优异的润滑层。因此，如果采用本实施方式的润滑剂，则可得到即使厚度薄也具有优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层。
另外，本实施方式的润滑剂由于包含由式(1)表示的含氟醚化合物，因此，通过式(1)中的由R1表示的烷氧基中的分子间相互作用及/或该烷氧基与保护层的相互作用，可获得优异的化学物质耐性及耐磨损性。
[磁记录介质]
本实施方式的磁记录介质是在基板上至少依次设置磁性层、保护层和润滑层而得到的。
在本实施方式的磁记录介质中，在基板与磁性层之间，可以根据需要设置1层或2层以上的基底层。另外，也可以在基底层与基板之间设置附着层及/或软磁性层。
图1为示出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形成下述结构：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。
“基板”
基板11可以任意选择，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有由NiP或NiP合金形成的膜的非磁性基板等。
另外，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有NiP或NiP合金的膜的非磁性基板。
“附着层”
附着层12防止在将基板11与设置于附着层12上的软磁性层13以直接接触的方式配置的情况下产生的、基板11的腐蚀的进行。
附着层12的材料可以任意选择，例如，可以从Cr、Cr合金、Ti、Ti合金、CrTi、NiAl、AlRu合金等中适当地选择。附着层12可以通过例如溅射法来形成。
“软磁性层”
软磁性层13可以任意选择，例如，优选具有第1软磁性膜、由Ru膜形成的中间层、和第2软磁性膜依次叠层而得到的结构。即，优选软磁性层13通过在2层软磁性膜之间夹入由Ru膜形成的中间层，从而具有中间层的上下的软磁性膜进行了反铁磁耦合(AFC)结合的结构。
作为第1软磁性膜及第2软磁性膜的材料，可举出例如CoZrTa合金、CoFe合金等。
在用于第1软磁性膜及第2软磁性膜的CoFe合金中，优选添加Zr、Ta、Nb中的任一种。由此，第1软磁性膜及第2软磁性膜的非晶质化被促进，能够提高第1基底层(籽晶层)的取向性，并且能够降低磁头的上浮量。
软磁性层13可以通过例如溅射法来形成。
“第1基底层”
第1基底层14为用于对在其上设置的第2基底层15及磁性层16的取向、结晶尺寸进行控制的层。
作为第1基底层14，可举出例如Cr层、Ta层、Ru层、或CrMo、CoW、CrW、CrV、CrTi合金层等。
第1基底层14可以通过例如溅射法来形成。
“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进行控制的层。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层形成的层，也可以由多层构成。在第2基底层15由多层形成的情况下，可以全部层由相同的材料构成，也可以至少一层由不同的材料构成。
第2基底层15可以通过例如溅射法来形成。
“磁性层”
磁性层16由易磁化轴相对于基板面朝向垂直或水平方向的磁性膜形成。磁性层16为包含Co和Pt的层，为了进一步改善SNR特性，也可以为包含氧化物、Cr、B、Cu、Ta、Zr等的层。
作为磁性层16中含有的氧化物，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由从下方起依次叠层的第1磁性层、第2磁性层和第3磁性层这3层形成的情况下，第1磁性层优选为由包含Co、Cr、Pt、并且还包含氧化物的材料形成的粒状结构。作为第1磁性层中含有的氧化物，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。另外，第1磁性层优选由添加有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磁性层可以除了包含Co、Cr、Pt、氧化物以外还包含选自B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re中的1种以上元素。
第2磁性层中可以使用与第1磁性层同样的材料。第2磁性层优选为颗粒结构。
第3磁性层优选为由包含Co、Cr、Pt、且不含氧化物的材料形成的非颗粒结构。第3磁性层可以除了包含Co、Cr、Pt以外还包含选自B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re、Mn中的1种以上元素。
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包含第1磁性层、第2磁性层和第3磁性层这3层的情况下，优选在第1磁性层与第2磁性层之间、以及第2磁性层与第3磁性层之间设置非磁性层。
在磁性层16的相邻的磁性层间设置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、B中的1种或2种以上元素。)等。
在磁性层16的相邻的磁性层间设置的非磁性层中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。
非磁性层可以通过例如溅射法来形成。
为了实现更高的记录密度，磁性层16优选为易磁化轴相对于基板面朝向垂直方向的垂直磁记录的磁性层。磁性层16也可以为面内磁记录的磁性层。
磁性层16可以通过蒸镀法、离子束溅射法、磁控溅射法等以往已知的任何方法来形成。磁性层16通常通过溅射法来形成。
“保护层”
保护层17对磁性层16进行保护。保护层17可以由一层构成，也可以由多层构成。作为保护层17的材料，可举出碳、包含氮的碳、碳化硅等。
作为保护层17，可以优选使用碳系保护层，特别优选为非晶碳保护层。若保护层17为碳系保护层，则其与润滑层18中的含氟醚化合物中包含的羟基的相互作用进一步提高，因此是优选的。
碳系保护层与润滑层18的附着力可以通过使碳系保护层为氢化碳及/或氮化碳、并对碳系保护层中的氢含量及/或氮含量进行调节来控制。对于碳系保护层中的氢含量而言，在通过氢前向散射法(HFS)测定时，优选为3～20原子％。另外，对于碳系保护层中的氮含量而言，在通过X射线光电子能谱分析法(XPS)测定时，优选为4～15原子％。
碳系保护层中包含的氢及/或氮不需要在碳系保护层整体中被均匀含有。碳系保护层适合为例如使保护层17的润滑层18侧含有氮、使保护层17的磁性层16侧含有氢的组成倾斜层。在该情况下，磁性层16及润滑层18、与碳系保护层的附着力更进一步提高。
保护层17的膜厚可以为1nm～7nm。若保护层17的膜厚为1nm以上，则可充分获得作为保护层17的性能。若保护层17的膜厚为7nm以下，则从保护层17的薄膜化的观点考虑是优选的。
作为保护层17的成膜方法，可以采用使用包含碳的靶材的溅射法、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。
在形成碳系保护层作为保护层17的情况下，可以通过例如DC磁控溅射法来进行成膜。在形成碳系保护层作为保护层17的情况下，特别优选通过等离子体CVD法来将非晶碳保护层成膜。通过等离子体CVD法进行成膜而得到的非晶碳保护层成为表面均匀、粗糙度小的层。
“润滑层”
润滑层18防止磁记录介质10的污染。另外，润滑层18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，从而使磁记录介质10的耐久性提高。
如图1所示，润滑层18与保护层17上部相接地形成。润滑层18包含上述含氟醚化合物。
在配置于润滑层18之下的保护层17为碳系保护层的情况下，润滑层18尤其以高的结合力与保护层17结合。其结果是，容易获得即使润滑层18的厚度薄、也以高被覆率被覆了保护层17的表面的磁记录介质10，能够有效地防止磁记录介质10的表面污染。
润滑层18的平均膜厚可以任意选择，但优选为
更优选为
若润滑层18的平均膜厚为0.5nm以上，则润滑层18不会成为岛状或网眼状而以均匀的膜厚形成。因此，通过润滑层18，能够以高被覆率被覆保护层17的表面。另外，通过使润滑层18的平均膜厚为3nm以下，能够将润滑层18充分地薄膜化，能够充分减小磁头的上浮量。
在保护层17的表面未被润滑层18以充分高的被覆率被覆的情况下，吸附于磁记录介质10的表面的环境物质会穿过润滑层18的间隙，侵入到润滑层18之下。侵入到润滑层18的下层的环境物质与保护层17吸附、结合而生成污染物质。而且，在磁记录再生时，该污染物质(凝集成分)作为污渍而附着(转印)于磁头，使磁头破损，或者使磁记录再生装置的磁记录再生特性降低。
作为使污染物质生成的环境物质，可举出例如硅氧烷化合物(环状硅氧烷、直链硅氧烷)、离子性杂质、二十八烷等分子量较高的烃、邻苯二甲酸二辛酯等增塑剂等。作为离子性杂质中包含的金属离子，可以举出例如钠离子、钾离子等。作为离子性杂质中包含的无机离子，可以举出例如氯离子、溴离子、硝酸根离子、硫酸根离子、铵离子等。作为离子性杂质中包含的有机物离子，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，可举出例如下述方法：准备在基板11上形成了到保护层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，使其干燥。
润滑层形成用溶液可通过下述方式来获得：将上述的实施方式的磁记录介质用润滑剂根据需要分散溶解于任意选择的溶剂中，制成适于涂布方法的粘度及浓度。
作为润滑层形成用溶液中使用的溶剂，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。
润滑层形成用溶液的涂布方法没有特别限定，可举出例如旋涂法、喷雾法、纸张涂布(paper coat)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，在装入到浸涂装置的浸渍槽中的润滑层形成用溶液中，浸渍形成了到保护层17为止的各层的基板11。接着，以规定的速度从浸渍槽提起基板11。由此，将润滑层形成用溶液涂布于基板11的保护层17上的表面。
通过使用浸渍法，能够将润滑层形成用溶液均匀地涂布于保护层17的表面，能够在保护层17上以均匀的膜厚形成润滑层18。
在本实施方式中，优选对形成了润滑层18的基板11实施热处理。通过实施热处理，从而润滑层18与保护层17的密合性提高，润滑层18与保护层17的附着力提高。
热处理温度优选为100～180℃。若热处理温度为100℃以上，则可充分获得使润滑层18与保护层17的密合性提高的效果。另外，通过使热处理温度为180℃以下，能够防止润滑层18的热分解。热处理时间优选为10～120分钟。
在本实施方式中，为了更进一步提高润滑层18对于保护层17的附着力，可以对热处理前或热处理后的基板11的润滑层18进行照射紫外线(UV)的处理。
本实施方式的磁记录介质10是在基板11上至少依次设置磁性层16、保护层17、和润滑层18而得到的。在本实施方式的磁记录介质10中，在保护层17上相接形成有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的表面。因此，在本实施方式的磁记录介质10中，防止了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。因此，本实施方式的磁记录介质10的表面上存在的污染物质少。另外，本实施方式的磁记录介质10中的润滑层18不易使异物(污渍)产生，能够抑制粘着。另外，本实施方式的磁记录介质10中的润滑层18具有优异的耐磨损性。因此，本实施方式的磁记录介质10具有优异的可靠性及耐久性。
实施例
以下，通过实施例及比较例来更具体地说明本发明。需要说明的是，本发明不仅仅限定于以下的实施例。
(实施例1)
通过以下所示的方法，制造了由下述式(5)表示的化合物。
(式(5)中，p为4.5，q为4.5。)
在氮气气氛下，在100mL茄形瓶中装入由HOCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH(式中的p为4.5，q为4.5。)表示的化合物(数均分子量为1000，分子量分布为1.1)20.0g、1-溴丙烷1.97g(分子量为123.0，16.0mmol)、和t-BuOH 20mL，在室温下搅拌直到变得均匀。在该均匀的液体中进一步加入t-BuOK 0.90g(分子量为112.2，8.0mmol)，在70℃下搅拌16小时，使其进行反应。
将所得到的反应产物冷却至25℃，移入装有30mL水的分液漏斗中，用80mL乙酸乙酯萃取2次。对有机层进行水洗，利用无水硫酸钠进行脱水。将干燥剂过滤分离后，将滤液浓缩，利用硅胶柱色谱对残渣进行纯化，得到了由下述式(6)表示的化合物8.20g(分子量为1040，7.9mmol)。
CH3CH2CH2OCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH(6)
(式(6)中，p为4.5，q为4.5。)
接着，将由式(6)表示的化合物8.00g、表溴醇1.05g(分子量为137.0，7.7mmol)、和t-BuOH 15mL装入茄形瓶中，在室温下搅拌直到变得均匀。在该均匀的液体中进一步加入t-BuOK 0.86g(分子量为112.2，7.7mmol)，在70℃下搅拌6小时，使其进行反应。
将所得到的反应产物冷却至25℃，移入装有30mL水的分液漏斗中，用80mL乙酸乙酯萃取2次。对有机层进行水洗，利用无水硫酸钠进行脱水。将干燥剂过滤分离后，将滤液浓缩，利用硅胶柱色谱对残渣进行纯化，得到了由下述式(7)表示的化合物5.20g(分子量为1103，4.7mmol)。
(式(7)中，p为4.5，q为4.5。)
接着，将由式(7)表示的化合物5.0g、乙二醇1.12g(分子量为62.1，18.0mmol)、和t-BuOH 30mL装入茄形瓶中，在室温下搅拌直到变得均匀。在该均匀的液体中进一步加入t-BuOK 0.56g(分子量为112.2，5.0mmol)，在70℃下搅拌6小时，使其进行反应。
将所得到的反应产物冷却至25℃，移入装有30mL水的分液漏斗中，用80mL乙酸乙酯萃取2次。对有机层进行水洗，利用无水硫酸钠进行脱水。将干燥剂过滤分离后，将滤液浓缩，利用硅胶柱色谱对残渣进行纯化，得到了由上述式(5)表示的化合物4.0g。
进行所得到的化合物(5)的1H-NMR及19F-NMR测定，通过以下的结果鉴定了结构。
(鉴定数据)
1H-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]0.90～1.20(3H)，1.60～2.00(2H)，3.55～4.20(15H)
19F-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]＝-55.5～-51.5(9F)，-78.5(2F)，-80.5(2F)，-91.0～-88.5(18F)
(实施例2)
代替实施例1中使用的由HOCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH(式中的p为4.5，q为4.5。)表示的氟聚醚，而使用了由HOCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH(式中的p为7.0，q为0。)表示的氟聚醚(数均分子量为1000，分子量分布为1.1)，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了由下述式(8)表示的化合物4.0g。
(式(8)中，p为7.0，q为0。)
进行所得到的化合物(8)的1H-NMR及19F-NMR测定，通过以下的结果鉴定了结构。
(鉴定数据)
1H-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]0.90～1.20(3H)，1.60～2.00(2H)，3.55～4.20(15H)
19F-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]＝-78.5(2F)，-81.3(2F)，-90.0～-88.5(28F)
(实施例3)
代替实施例1中使用的由HOCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH(式中的p为4.5，q为4.5。)表示的氟聚醚，而使用了由HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)rCF2CF2CH2OH(式中的r为4.5。)表示的氟聚醚(数均分子量为1000，分子量分布为1.1)，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了由下述式(9)表示的化合物4.1g。
(式(9)中，r为4.5。)
进行所得到的化合物(9)的1H-NMR及19F-NMR测定，通过以下的结果鉴定了结构。
(鉴定数据)
1H-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]0.90～1.20(3H)，1.60～2.00(2H)，3.55～4.20(15H)
19F-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]＝-84.0～-83.0(18F)，-86.4(4F)，-124.3(4F)，-130.0～-129.0(9F)
(实施例4)
代替实施例1中使用的由HOCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH(式中的p为4.5，q为4.5。)表示的氟聚醚，而使用了由HOCH2CF2CF2CF2O(CF2CF2CF2CF2O)sCF2CF2CF2CH2OH(式中的s为3.0。)表示的氟聚醚(数均分子量为1000，分子量分布为1.1)，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了由下述式(10)表示的化合物3.4g。
(式(10)中，s为3.0。)
进行所得到的化合物(10)的1H-NMR及19F-NMR测定，通过以下的结果鉴定了结构。
(鉴定数据)
1H-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]0.90～1.20(3H)，1.60～2.00(2H)，3.55～4.20(15H)
19F-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]＝-84.0～-83.0(16F)，-122.5(4F)，-126.0(12F)，-129.0～-128.0(4F)
(实施例5)
代替实施例1中使用的1-溴丙烷而使用了1-溴庚烷，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了由下述式(11)表示的化合物4.5g。
(式(11)中，p为4.5，q为4.5。)
进行所得到的化合物(11)的1H-NMR及19F-NMR测定，通过以下的结果鉴定了结构。
(鉴定数据)
1H-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]0.90～1.20(3H)，1.60～2.00(10H)，3.55～4.20(15H)
19F-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]＝-55.5～-51.5(9F)，-78.5(2F)，-80.5(2F)，-91.0～-88.5(18F)
(实施例6)
代替实施例1中使用的乙二醇而使用了1,3-丙二醇，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了由下述式(12)表示的化合物4.0g。
(式(12)中，p为4.5，q为4.5。)
进行所得到的化合物(12)的1H-NMR及19F-NMR测定，通过以下的结果鉴定了结构。
(鉴定数据)
1H-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]0.90～1.20(3H)，1.60～2.00(4H)，3.55～4.20(15H)
19F-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]＝-55.5～-51.5(9F)，-78.5(2F)，-80.5(2F)，-91.0～-88.5(18F)
(实施例7)
代替实施例1中使用的乙二醇而使用了1,4-丁二醇，除此以外，与实施例1同样地操作，得到了由下述式(13)表示的化合物4.0g。
(式(13)中，p为4.5，q为4.5。)
进行所得到的化合物(13)的1H-NMR及19F-NMR测定，通过以下的结果鉴定了结构。
(鉴定数据)
1H-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]0.90～1.20(3H)，1.60～2.00(6H)，3.55～4.20(15H)
19F-NMR(丙酮-D6)：δ[ppm]＝-55.5～-51.5(9F)，-78.5(2F)，-80.5(2F)，-91.0～-88.5(18F)
(比较例1)
使用了由下述式(14)表示的Solvay Solexis社制的Fomblin Z-tetraol。
(式(14)中，p为9.0，q为9.0。)
(比较例2)
通过专利文献1中记载的方法合成了由下述式(15)表示的化合物。
(式(15)中，p为4.5，q为4.5。)
(比较例3)
通过专利文献2中记载的方法合成了由下述式(16)表示的化合物。
(式(16)中，p为4.5，q为4.5。)
对于这样操作而得到的比较例1～3的化合物，分别进行1H-NMR及19F-NMR测定，鉴定了结构。
另外，通过上述的1H-NMR及19F-NMR的测定而求出实施例1～7及比较例1～3的化合物的数均分子量。将其结果示于表1。
[表1]
| 化合物 | 数均分子量 | |
| 实施例1 | (5) | 1157 |
| 实施例2 | (8) | 1150 |
| 实施例3 | (9) | 1257 |
| 实施例4 | (10) | 1357 |
| 实施例5 | (11) | 1213 |
| 实施例6 | (12) | 1171 |
| 实施例7 | (13) | 1185 |
| 比较例1 | (14) | 1964 |
| 比较例2 | (15) | 1113 |
| 比较例3 | (16) | 1233 |
接下来，通过以下所示的方法，使用实施例1～7及比较例1～3中得到的化合物制备了润滑层形成用溶液。然后，使用所得到的润滑层形成用溶液，通过以下所示的方法，形成磁记录介质的润滑层，得到了实施例1～7及比较例1～3的磁记录介质。
“润滑层形成用溶液”
将实施例1～7及比较例1～3中得到的化合物分别溶解于作为氟系溶剂的バートレル(注册商标)XF(商品名，三井デュポンフロロケミカル社制)中，以涂布在保护层上时的膜厚成为
的方式用バートレルXF进行稀释，制成润滑层形成用溶液。
“磁记录介质”
准备在直径为65mm的基板上依次设置有附着层、软磁性层、第1基底层、第2基底层、磁性层和保护层的磁记录介质。保护层由碳形成。
在形成了到保护层为止的各层的磁记录介质的保护层上，通过浸渍法涂布实施例1～7及比较例1～3的润滑层形成用溶液。需要说明的是，浸渍法在浸渍速度为10mm/sec、浸渍时间为30sec、提起速度为1.2mm/sec的条件下实施。
其后，将涂布有润滑层形成用溶液的磁记录介质放入120℃的恒温槽中，加热10分钟而除去润滑层形成用溶液中的溶剂，由此在保护层上形成润滑层，得到了磁记录介质。
使用FT-IR(商品名：Nicolet iS50，Thermo Fisher Scientific社制)，测定了这样操作而得到的实施例1～7及比较例1～3的磁记录介质所具有的润滑层的膜厚。将其结果示于表2。
另外，针对实施例1～7及比较例1～3的磁记录介质，进行了以下所示的耐磨损性试验及化学物质耐性试验。
(耐磨损性试验)
使用销盘型摩擦磨损试验机，在负荷为40gf、滑动速度为0.25m/sec的条件下使作为接触件的直径为2mm的氧化铝的球在磁记录介质的润滑层上滑动，测定了润滑层的表面的摩擦系数。然后，测定了到润滑层的表面的摩擦系数急剧增大为止的滑动时间。到摩擦系数急剧增大为止的滑动时间对各磁记录介质的润滑层测定各4次，将其平均值(时间)作为润滑剂涂膜的耐磨损性的指标。
将使用了实施例1～7的化合物及比较例1～3的化合物的磁记录介质的结果分别示于表2。采用到摩擦系数急剧增大为止的滑动时间进行的耐磨损性的评价如下所述。
◎(优)：650sec以上
○(良)：550sec以上且小于650sec
△(合格)：450sec以上且小于550sec
×(不合格)：小于450sec
需要说明的是，到摩擦系数急剧增大为止的时间基于以下所示的原因而可以用作润滑层的耐磨损性的指标。对于磁记录介质的润滑层而言，通过使用磁记录介质，从而磨损进展。该原因是，若润滑层因磨损而消失，则接触件与保护层直接接触，摩擦系数急剧增大。可以认为到本摩擦系数急剧增大为止的时间与摩擦试验也有相关。
(化学物质耐性试验)
通过以下所示的方法，研究了在高温环境下使污染物质生成的环境物质所引起的磁记录介质的污染。作为环境物质，使用了Si离子，作为通过环境物质生成的污染磁记录介质的污染物质的量，测定了Si吸附量。
具体而言，在温度为85℃、湿度为0％的高温环境下，在硅氧烷系Si橡胶的存在下将作为评价对象的磁记录介质保持240小时。接下来，使用二次离子质谱分析法(SIMS)，对在磁记录介质的表面存在的Si吸附量进行分析测定，以Si吸附量的形式对Si离子所引起的污染的程度进行评价。Si吸附量的评价中，使用将比较例1的结果设为1.00时的数值进行了评价。将其结果示于表2。
(综合评价)
作为综合评价，将评价的结果综合上良好的化合物记为◎(优)，将存在差结果的化合物记为×(不合格)，示于表2。
[表2]
如表2所示，实施例1～7的磁记录介质与比较例1～3的磁记录介质相比，到摩擦系数急剧增大为止的滑动时间长，耐磨损性良好。另外，如表2所示，实施例1～7的磁记录介质与比较例1～3的磁记录介质相比，Si吸附量少，可知其在高温环境下不易被环境物质污染。
更详细而言，不具有碳原子数1～10的烷氧基、在全氟聚醚链的两个末端分别具有包含2个羟基的末端基团、并且键合于两个末端的末端基团相同的比较例1及比较例3的耐磨损性及化学物质耐性不充分。特别是在末端基团中包含的2个羟基分别与不同的碳原子键合、羟基所键合的碳原子彼此键合的比较例1中，耐磨损性差。
另外，在全氟聚醚链的一个末端为碳原子数1～10的烷氧基、另一个末端包含2个羟基、各羟基分别与不同的碳原子键合、但羟基所键合的碳原子彼此键合的比较例2中，耐磨损性及化学物质耐性不充分。
根据这些结果，推断在实施例1～7的磁记录介质中，由于润滑层包含全氟聚醚链的一个末端为碳原子数1～10的烷氧基、另一个末端为2个羟基分别与不同的碳原子键合、羟基所键合的碳原子彼此介由包含醚键的连接基团而键合的末端基团的化合物，因此可获得优异的耐磨损性及化学物质耐性。
产业可利用性
本发明提供可以适合用作磁记录介质用润滑剂的材料的含氟醚化合物，所述含氟醚化合物能够形成即使厚度薄也具有优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层。
通过使用包含本发明的含氟醚化合物的磁记录介质用润滑剂，能够形成即使厚度薄也可实现优异的化学物质耐性及耐磨损性的润滑层。
附图标记说明
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
Claims (7)
1.一种含氟醚化合物，其特征在于，由下述式(1)表示，
R1-CH2-R2-CH2-R3 (1)
式(1)中，R1为碳原子数1～10的烷氧基，R2为全氟聚醚链，R3为-OCH2CH(OH)CH2O(CH2)mOH，式中的m为2～4的整数。
2.根据权利要求1所述的含氟醚化合物，其特征在于，所述式(1)中的R2由下述式(2)～(4)中的任一者表示，
式(2)中，p表示1～30，q表示0～30；
式(3)中，r表示1～30；
式(4)中，s表示1～20。
3.根据权利要求1所述的含氟醚化合物，其特征在于，其为由下述式(A)～(F)中的任一者表示的化合物，
式(A)中，p表示1～30，q表示0～30；
式(B)中，r表示1～30；
式(C)中，s表示1～20；
式(D)中，p表示1～30，q表示0～30；
式(E)中，p表示1～30，q表示0～30；
式(F)中，p表示1～30，q表示0～30。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的含氟醚化合物，其数均分子量在500～10000的范围内。
5.一种磁记录介质用润滑剂，其特征在于，包含权利要求1～4中任一项所述的含氟醚化合物。
6.一种磁记录介质，其特征在于，在基板上至少依次设置有磁性层、保护层、和润滑层，所述润滑层包含权利要求1～4中任一项所述的含氟醚化合物。
7.根据权利要求6所述的磁记录介质，其中，所述润滑层的平均膜厚为0.5nm～3nm。
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