DE19542018A1

DE19542018A1 - Magnetaufzeichnungsmedium und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19542018A1
Application number: DE1995142018
Authority: DE
Inventors: Yuzo Yamamoto; Yoshiyuku Nabata; Shinji Yamada
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 1996-06-05
Also published as: US5741577A

Description

Die Erfindung betrifft Magnetaufzeichnungsmedien und ein Verfahren zu deren Herstellung. Im einzelnen betrifft sie ein als Magnettrommel, Magnetband und dgl. und insbesondere als Festplatte geeignetes Magnetaufzeichnungsmedium und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Magnetaufzeichnungsmedien, wie Magnetplatten umfassen im allgemeinen einen Träger mit darauf einer durch Sputtern usw. gebildeten Magnetschicht und einer aus Kohlenstoff, Metalloxid usw. hergestellten Schutzschicht und ein darauf aufgetragenes flüssiges Perfluorpolyethergleitmittel.

Ein flüssiges Perfluorpolyethergleitmittel ist entscheidend für die Verbesserung der Haltbarkeit eines Magnetaufzeichnungsmediums. Zu den üblicherweise verwendeten flüssigen Perfluorpolyethergleitmitteln gehören solche, die die in den nachstehenden Formeln (a) und (b) gezeigten Hauptketteneinheiten aufweisen und ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 1000 bis 10 000 besitzen,

-(CF₂O)_m-(CF₂CF₂O)_n- (a)

-(CF₂CF₂CF₂O)_o- (b)

wobei m und n jeweils eine ganze Zahl darstellen, m/n etwa 1 ist und o eine ganze Zahl darstellt.

Mit der jüngsten Zunahme der Aufzeichnungsdichte tendieren Magnetauf zeichnungsmedien zu einer verminderten Oberflächenrauhheit, wodurch sich das Pro blem ergab, daß der Magnetkopf auf dem auf das Magnetaufzeichnungsmedium aufge tragenen Gleitmittel adsorbiert wird.

Verschiedene Vorschläge wurden bis jetzt gemacht, um die Haltbarkeit zu ver bessern und gleichzeitig die Adsorption des Magnetkopfs zu verhindern. Zum Beispiel schlägt JP-A-5-143973 (der Begriff "JP-A", wie hier verwendet, bedeutet eine "ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung") die Einführung einer zur che mischen Bindung an die Moleküle eines Gleitmittels fähigen funktionellen Gruppe vor, um dabei die Haltbarkeit zu verbessern. JP-A-4-186524 schlägt die Verwendung einer durch Laserstrahl bewirkten Oberflächenpolymerisation vor, um direkt ein fluorhaltiges Polymer auf der Oberfläche des Magnetaufzeichnungsmediums, wie einer Magnetplatte, zu erzeugen und dabei eine auf der Oberfläche der Platte fixierte Gleitmittelschicht be reitzustellen.

Zwar wird durch diese Verfahren eine Verbesserung in der Adhäsion zwischen einem Magnetaufzeichnungsmedium und einer Gleitmittelschicht erreicht, es kann je doch keine ausreichende Haltbarkeit sichergestellt werden, da die Gleitmittelmoleküle verringerte Beweglichkeit aufweisen. Das Problem der Adsorption des Magnetkopfs bleibt noch ungelöst.

Zu den weiteren Vorschlägen in bezug auf die Erzeugung einer Gleitmittelschicht gehören ein Verfahren, umfassend die Aufbringung einer Aminoaminverbindung auf eine Schutzschicht aus einer anorganischen Siliconverbindung, weiter Aufbringen eines carboxylgruppenhaltigen Fluorkohlenstoffgleitmittels darauf, um eine Säure-Base-Reak tion zu bewirken, wobei eine an die Grenzfläche chemisch gebundene Gleitmittelschicht gebildet wird, wie in JP-A-60-101715 offenbart; ein Verfahren, umfassend die Aufbrin gung eines Gleitmittels mit einer polaren Gruppe und eines Gleitmittels ohne polare Gruppe auf die Oberfläche, um die untere Gleitmittelschicht über das Gleitmittel mit ei ner polaren Gruppe fest an die Oberfläche zu binden, wobei Langzeithaltbarkeit sicher gestellt wird, wie in JP-A-61-113126, JP-A-61-248218 und JP-A-5-166173 offenbart; ein Verfahren, bei dem eine endständige funktionelle Gruppe der Gleitmittelmoleküle kovalent an die Oberfläche eines Trägers gebunden ist, wobei eine stabilisierte Gleit mittelschicht gebildet wird, wie in JP-A-62-114122 offenbart; ein Verfahren, umfassend das Aufbringen eines Gleitmittels auf ein Magnetaufzeichnungsmedium und weiter dar auf Aufbringen eines anderen Gleitmittels ohne Affinität an dieses Gleitmittel, wie in JP-A-1-171101 offenbart; ein Verfahren der Erzeugung einer ein Gemisch von Gleit mittelmolekülen mit einer Hydroxylgruppe am Ende und nicht-polaren Molekülen um fassenden Gleitmittelschicht, wie in JP-A-2-73514 offenbart; ein Verfahren der Erzeu gung einer ein Gemisch eines Gleitmittels mit einer polaren Gruppe an beiden Enden und einem nicht-polaren Gleitmittel umfassende Gleitmittelschicht, wie in JP-A-3-25720 offenbart; ein Verfahren, umfassend die Bildung einer festen Gleitmittelschicht durch Vakuumaufdampfung und weiter Auftragen einer flüssigen Gleitmittelschicht darauf, wie in JP-A-3-207020 offenbart; ein Verfahren, bei dem eine Gleitmittelschicht ein nicht-polares Gleitmittel und ein Gleitmittel mit einer polaren Gruppe in einem be stimmten Mischverhältnis umfaßt, wie in JP-A-4-102224 offenbart; ein Verfahren, bei dem eine Gleitmittelschicht mit einer Polarität gebildet wird und eine andere Gleitmittel schicht, deren Affinität entgegengesetzt zu dieser Gleitmittelschicht ist, darauf bereitge stellt wird, wie in JP-A-4-286720 offenbart; ein Verfahren der Erzeugung einer Gleit mittelschicht, umfassend einen festen Gleitmittelbestandteil und einen beweglichen Gleitmittelbestandteil, wie in JP-A-4-311812 offenbart; und ein Verfahren bei dem eine carboxylgruppenhaltige Gleitmittelschicht und eine aminogruppenhaltige Gleitmittel schicht nacheinander erzeugt werden, wie in JP-A-6-20262 offenbart.

Jedoch ist keine der vorstehenden Gleitmittel schichten noch frei vom Problem der Adsorption des Magnetkopfs, das mit der Abnahme der Oberflächenrauhheit der Ma gnetplatte entsteht.

Andererseits wurde ein Verfahren, umfassend die Aufbringung eines Perfluor polyethergleitmittels auf eine Schutzschicht und Plasmabehandlung der Schutzschicht, um die Gleitmittelschicht an die Schutzschicht zu fixieren, wie in JP-A-5-174354 offen bart, vorgeschlagen. Ferner wurde auch ein Verfahren, umfassend die Oberflächenpo lymerisation eines fluorhaltigen Gases auf der Oberfläche einer Schutzschicht und dabei Fixieren des Endes der Gleitmittelmoleküle an die Oberfläche der Schutzschicht, wie in JP-A-3-104015, JP-A-4-311812 und JP-A-6-220185 beschrieben, vorgeschlagen.

Das erstere Verfahren bezieht noch die Instabilität der Antiadsorptionseigen schaften ein. Das letztere Verfahren (Oberflächenpolymerisationsverfahren) verwendet eine Photooxidationspolymerisation, die handelsübliche Verfahren zur Synthese von Per fluorpolyether verkörpert, wodurch Gleitmittelmoleküle an die Oberfläche einer Schutz schicht fixiert werden. Das heißt ein fluorhaltiges Gas, z. B. Hexafluorpropen, und Sau erstoff werden in die Oberfläche einer Schutzschicht eingebracht, während die Schutz schicht direkt mit einem Laserstrahl bestrahlt wird, um eine Photooxidationspolymeri sation (Oberflächenpolymeriation) nur auf der Oberfläche einer Platte zu bewirken. Da mit die Oberflächenpolymerisation vonstatten geht, sollte eine bestimmte Manipulation vorgenommen werden. Zum Beispiel wird eine Platte auf -30 bis -70°C abgekühlt, um das Ausgangsgas zu kondensieren. Außerdem treten, da die Polymerisation auf der Oberfläche stattfindet, folgende Probleme auf:

(1) Da die Oberfläche einer Schutzschicht beträchtlich ungleichförmig ist, wie mi kroskopisch beobachtet wird, bewirken Schwankungen in der Oberflächenenergie, das Vorhandensein von feinen Erhebungen und Vertiefungen, Lokalisierung von chemisch aktiven Stellen und dgl. Schwankungen der Adsorption und Kondensation des Aus gangsgases. Folglich geht die Polymerisationsreaktion nicht gleichförmig vonstatten, wie mikroskopisch beobachtet wird. Daher ist es schwierig, eine homogene Gleitmittel schicht mit gleichförmiger Dicke zu erzeugen, weswegen keine stabile Haltbarkeit er zielt werden kann.
(2) Die Magnetschicht oder Schutzschicht kann eine Änderung oder Zerstörung der Eigenschaften bei direkter Bestrahlung mit einem intensiven Laserstrahl erleiden.
(3) Eine Bestrahlung mit Laserstrahlen, um eine Oberflächenpolymerisation zu bewirken, muß für jede Platte durchgeführt werden, was für eine Massenherstellung ungeeignet ist.
(4) Die Oberfläche der Schutzschicht muß zur Beschleunigung der Fixierung einer Gleitmittelschicht vorbehandelt werden, wie Oxidation, Ätzen, Bestrahlung mit Licht oder elektromagnetischen Wellen, was das Verfahren kompliziert und teuer macht.
(5) Die Platte muß auf eine sehr geringe Temperatur (-30°C oder weniger) abgekühlt werden. Unter Erwägung des Reaktionswirkungsgrades ist das vom Gesichtspunkt der Eignung für eine Massenherstellung und der Kostenerhöhung unpraktisch.
(6) Für die schnelle Abkühlung vieler Platten sind umfangreiche Vorrichtungen er forderlich.
(7) Wenn eine sehr kalte Platte innerhalb kurzer Zeit auf Raumtemperatur erwärmt wird, tritt an den feinen unebenen Teilen auf der Oberfläche durch die Kapillarwirkung eine Feuchtigkeitskondensation auf. Daher sollte die Temperaturerhöhung einen langen Zeitraum beanspruchen. Das führt zur Verringerung der Produktivität.

Zusätzlich wurde die Drehzahl einer Magnetplatte im Betrieb erhöht und die Flughöhe des Magnetkopfs verringert, um so die Anforderungen für Aufzeichnung mit hoher Dichte zu erfüllen. Demgemäß sind die Anforderungen an Abriebbeständigkeit, Nicht-Adsorptionsfähigkeit und Haltbarkeit ständig gestiegen.

Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Magnetaufzeichnungs medium mit einer Gleitmittelschicht bereitzustellen, die geringes Adsorptionsvermögen gegenüber einem Magnetkopf aufweist und ausgezeichnet in der Haltbarkeit und stabil gegen äußere Einflüsse ist, auch wenn das Magnetaufzeichnungsmedium äußerst kleine Oberflächenunebenheiten aufweist, um eine verminderte Flughöhe des Magnetkopfs zu realisieren und ein Aufzeichnen mit hoher Dichte zu bewältigen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur einfa chen Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften bei gleichbleibender Produktivität bereitzustellen, wobei das Verfahren zur Massenproduktion geeignet ist.

Die erste Aufgabe wird durch ein Magnetaufzeichnungsmedium gelöst, umfas send einen Träger mit darauf mindestens einer Magnetschicht und einer Gleitmittel schicht als oberste Schicht, wobei die Gleitmittelschicht ein Perfluorpolyethergleitmittel mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 800 bis 30 000 umfaßt und durch Formel (I) wiedergegeben wird:

CF₃O-(CF₂O)_m-(CF₂CF₂O)_n-CF₃ (I)

in der m eine ganze Zahl von 2 oder größer darstellt, n eine ganze Zahl von 1 oder grö ßer darstellt und 7 < m/n < 2 ist.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Ma gnetaufzeichnungsmediums bereit, umfassend die Erzeugung mindestens einer Magnet schicht und einer Gleitmittelschicht in dieser Reihenfolge auf einem Träger, wobei die Gleitmittelschicht durch Erzeugen einer feste Gleitmittelmoleküle umfassenden Schicht und einer freie Gleitmittelmoleküle umfassenden Schicht, die beide durch Gasphasen polymerisation synthetisiert sind, wobei die festen Gleitmittelmoleküle an die Oberfläche einer darunterliegenden Schicht fixiert sind, während die freien Gleitmittelmoleküle nicht an die Oberfläche einer darunterliegenden Schicht fixiert sind, bereitgestellt wird.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Figuren veranschaulicht:

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt eines erfindungsgemäßen Magnetauf zeichnungsmediums.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Vakuum kammer veranschaulicht, die zur Synthese eines Gleitmittels verwendet werden kann.

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform einer Va kuumkammer veranschaulicht, die für die Synthese eines Gleitmittels verwendet werden kann.

Die in diesen Figuren verwendeten Bezugszeichen bedeuten folgendes:

1: Kohlenstoffträger
2: Unterschicht
3: Magnetschicht
4: Schutzschicht
5: Schicht von gemischten Gleitmitteln
6: Vakuumkammer
7: Laserdurchlaßfenster
8: Einlaßöffnungen für die Einleitung eines Ausgangsgases
9: Ablaßöffnungen
10: Magnetaufzeichnungsmedien
11: Ständer

Der Träger, der bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann entweder magnetisch oder nicht-magnetisch sein. Im allgemeinen werden nicht-magneti sche Träger verwendet.

Nicht-magnetische Träger schließen die aus Kohlenstoff, wie glasähnlichem Koh lenstoff, getempertem Glas, kristallisiertem Glas, Aluminium oder Aluminiumlegierun gen, Titan oder Titanlegierungen, keramischen Substanzen, Harzen und aus diesen Werkstoffen bestehenden Verbundwerkstoffe ein. Glasähnlicher Kohlenstoff ist wegen seiner ausgezeichneten Hitzebeständigkeit und seines niedrigen Gewichts besonders be vorzugt.

Falls erwünscht, kann der Träger einer Texturbehandlung unterzogen werden. Eine Texturbehandlung kann mit verschiedenen Verfahren zur Schaffung von Ober flächenunebenheiten, wie Polieren mit einem Polierband oder Sandschleifstein, Ätzen mit einer Säure, thermische Oxidation, Anodisierung, Ausfällen einer Silicatverbindung auf der Oberfläche durch Wirbelbeschichten (spin coating), Plasmaaschebildung und Sputtern eines Metalls (Sputter-Texturbehandlung) durchgeführt werden.

Auf dem Träger wird eine Magnetschicht, z. B. ein Magnetfilm, abgeschieden mit einem physikalischen Aufdampfungsverfahren (PVD), bereitgestellt. Zur Erzeugung ei ner Magnetschicht dieses Typs verwendete Substanzen schließen magnetische Le gierungen auf Co-Basis ein, die hauptsächlich Co umfassen, wie CoCr, CoNi, CoCrX, CoNiX und CoWX, wobei X mindestens eines der Elemente Ta, Pt, Au, Ti, V, Cr, Ni, W, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Li, Si, B, Ca, As, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Ag, Sb, Hf usw., darstellt.

Die bevorzugte Dicke der Magnetschicht beträgt etwa 20 bis 50 nm, was aber nicht einschränkend verstanden werden soll.

Falls erwünscht kann eine Unterschicht zwischen der Magnetschicht und dem Träger bereitgestellt werden. Die Unterschicht kann z. B. aus Cr, Ti, Al oder einer Le gierung davon mittels PVD, z. B. Sputtern, erzeugt werden. Die Dicke der Unterschicht beträgt vorzugsweise 10 bis 100 nm, was ebenfalls nicht einschränkend verstanden wer den soll.

Die erfindungsgemäße Gleitmittelschicht kann direkt auf der Magnetschicht ge bildet werden, wird aber vorzugsweise auf einer auf der Magnetschicht aufgetragenen Schutzschicht erzeugt. Es ist die allgemeine Praxis, eine Schutzschicht auf der Magnet schicht des Typs eines dünnen Metallfilms bereitzustellen. Die Schutzschicht wird zum Beispiel durch PVD oder Wirbelbeschichten erzeugt und wird vorzugsweise aus einem Material mit hoher mechanischer Festigkeit, wie einem Oxid von Metallen, z. B. Al, Si, Ti, Cr, Zr, Nb, Mo, Ta oder W (z. B. Siliciumoxid oder Zirkoniumoxid), einem Nitrid dieser Metalle, einem Carbid dieser Metalle (z. B. Siliciumcarbid oder Wolframcarbid), Kohlenstoff (z. B. diamantähnlicher Kohlenstoff) und Bornitrid, hergestellt. Zusätzlich sind die in JP-A-5-217154, JP-A-5-217156, JP-A-5-225555, JP-A-5-225557, JP-A-5-282661, JP-A-6-25840, JP-A-6-119631, JP-A-6-203367 und JP-A-6-251359 beschriebe nen Materialien ebenfalls geeignet. Unter ihnen sind Kohlenstoff, Siliciumcarbid, Bor carbid, Wolframcarbid, Siliciumoxid, Zirkoniumoxid, Siliciumnitrid, Bornitrid und ein Verbundwerkstoff davon bevorzugt. Kohlenstoff, insbesondere diamantähnlicher Koh lenstoff und glasähnlicher Kohlenstoff sind besonders bevorzugt. Die bevorzugte Dicke der Schutzschicht beträgt 5 bis 25 nm, was aber nicht einschränkend sein soll.

Die erfindungsgemäße Gleitmittelschicht ist zusammengesetzt aus einer feste Gleitmittelmoleküle umfassenden Schicht, die an die Oberfläche der darunterliegenden Schicht (z. B. einer Schutzschicht) fixiert sind (nachstehend manchmal als fixierte Schicht bezeichnet), und einer freie Gleitmittelmoleküle umfassenden Schicht, die nicht an die darunterliegende Schicht fixiert sind (nachstehend manchmal als freie Schicht be zeichnet).

Der Begriff "fixiert", wie hier verwendet, bedeutet, daß Gleitmittelmoleküle entweder chemisch oder physikalisch fest an eine darunterliegende Schicht, wie eine Schutzschicht, gebunden sind. Eine fixierte Schicht, wie in der vorliegenden Erfindung bezeichnet, ist eine solche Schicht, die nicht abgewaschen wird, wenn sie mit einem Fluorkohlenstofflösungsmittel, z. B. Freon 113, gewaschen wird. Andererseits bedeutet eine freie Schicht, wie hier bezeichnet, eine Schicht, die beim Waschen mit dem vorste hend erwähnten Fluorkohlenstofflösungsmittel abgewaschen wird.

Das Verhältnis der freien Schicht zur festen Schicht in bezug auf die Dicke oder das Gewicht beträgt vorzugsweise 1/10 bis 10/1, stärker bevorzugt 2/5 bis 5/1.

Vom Standpunkt der Abriebbeständigkeit und der Haltbarkeit weist die feste Schicht vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 3 nm auf.

Vom Standpunkt der Haltbarkeit und eines geringen Reibungskoeffizienten weist die freie Schicht vorzugsweise eine Dicke von 0,2 bis 8 nm auf.

Die gesamte Dicke der aus der festen Schicht und der freien Schicht aufgebauten Gleitmittelschicht beträgt vorzugsweise 0,2 bis 20 nm, stärker bevorzugt 1 bis 10 nm, besonders bevorzugt 2 bis 8 nm. Die am stärksten bevorzugte Dicke beträgt 2 bis 5 nm.

Innerhalb des bevorzugten Dickebereichs wird der Abstandsverlust minimiert und es er geben sich zufriedenstellende Gleitwirkungen.

Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetaufzeich nungsmediums wird nachstehend mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen be schrieben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Gleitmittelschicht durch Auftragen eines durch Gasphasenpolymerisation im Vakuum synthetisierten Gleitmittels auf zum Beispiel eine Schutzschicht erzeugt. Die Synthese des Gleitmittels und die Erzeugung einer Gleitmittelschicht aus dem synthetisierten Gleitmittel werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erklärt. Fig. 2 und 3 ver anschaulichen jeweils eine für die Synthese des Gleitmittels zu verwendende Vakuum kammer.

Zuerst wird die Synthese des Gleitmittels und die Erzeugung einer Gleitmittel schicht aus dem synthetisierten Gleitmittel unter Verwendung der Vakuumkammer, wie in Fig. 2 gezeigt, erklärt.

Die in Fig. 2 gezeigte Vakuumkammer 6 wird vorzugsweise für die Synthese des erfindungsgemäßen Gleitmittels verwendet. Eine polymerisierbare Fluorkohlenstoffver bindung und Sauerstoff werden in die Vakuumkammer 6 eingeleitet, und man läßt sie in der Gasphase im Vakuum polymerisieren. Die Terminologie "Gasphasenpolymerisa tion", wie hier verwendet, ist ein Polymerisationsverfahren, bei dem die vorstehend be schriebene Fluorkohlenstoffverbindung und Sauerstoff im gasförmigen Zustand gehalten werden und eine Polymerisationsreaktion nur in der Gasphase auftritt. Die anwendbaren Polymerisationsverfahren schließen Plasmapolymerisation und chemische Aufdampfung (CVD), wie photounterstützte CVD, ein. Photounterstützte CVD, die mit einer einfa chen Ausstattung durchgeführt werden kann, wird empfohlen.

Die bei der photounterstützten CVD verwendeten Lichtquellen schließen ultra violettes Licht (UV) und infrarotes Licht (IR) ein. Die durch einen IR-Laser unter Ver wendung von IR-Strahlen als Lichtquelle hervorgerufene Reaktion ist im wesentlichen eine durch Schwingungen angeregte Reaktion, die im wesentlichen das gleiche wie eine thermische Reaktion ist. Daher treten manchmal Fälle auf, bei denen Nebenreaktionen stattfinden, wobei andere Produkte als das gewünschte hergestellt werden, was das Steu ern der Struktur der Gleitmittelschicht schwierig macht. Im Gegensatz dazu bewirkt ein UV-Laser unter Verwendung von UV-Strahlen als Lichtquelle eine Polymerisati onsreaktion durch Elektronenanregung. Sie besitzt gute Reaktionsselektivität und bringt geringe Teilnahme einer thermischen Reaktion mit sich, so daß die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Nebenreaktionen gering ist. So ist es erwünscht, UV-Licht als Licht quelle für photounterstützte CVD zu verwenden. Ein Excimerlaser mit einer Schwin gungswellenlänge von 193 nm kann als bevorzugtes Beispiel erwähnt werden.

Die Fluorkohlenstoffverbindungen, die bei der Gasphasenpolymerisation ver wendet werden können, schließen zum Beispiel die in JP-A-6-276203 beschriebenen Verbindungen ein. Ebenfalls geeignet sind die durch die Formeln (II) bis (IV) wiederge gebenen Verbindungen:

CF₂=CFR_f¹ (II)

in der R_f¹ ein Fluoratom, einen Perfluoralkylrest, einen Perfluoralkenylrest, einen teil weise fluorierten Alkylrest, einen teilweise fluorierten Alkenylrest, einen Perfluoraryl rest oder einen teilweise fluorierten Arylrest darstellt.

CF₂=C(R_f²) (R_f³) (III)

in der R_f² und R_f³, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoff atom, ein Fluoratom, einen Perfluoralkylrest, einen Perfluoralkenylrest, einen teilweise fluorierten Alkylrest, einen teilweise fluorierten Alkenylrest, einen Perfluorarylrest oder einen teilweise fluorierten Arylrest darstellen.

CF₂=CFO(R_f⁴) (IV)

in der R_f⁴ ein Fluoratom, einen Perfluoralkylrest, einen Perfluoralkenylrest, einen teil weise fluorierten Alkylrest, einen teilweise fluorierten Alkenylrest, einen Perfluoraryl rest, einen teilweise fluorierten Arylrest oder einen Perfluoralkoxyalkylrest darstellt.

Bestimmte Beispiele der durch die Formeln (II) bis (IV) wiedergegebenen Fluor kohlenstoffverbindungen sind Difluorethen, Trifluorethen, Tetrafluorethen, Trifluor propen, Tetrafluorpropen, Pentafluorpropen, Hexafluorpropen, Trifluorbuten, Tetra fluorbuten, Pentafluorbuten, Hexafluorbuten, Trifluorpenten, Tetrafluorpenten, Penta fluorpenten, Hexafluorpenten, Perfluor-1-penten, Monofluorbutadien, Difluorbutadien, Trifluorbutadien, Tetrafluorbutadien, Pentafluorbutadien und Hexafluorbutadien, wobei Tetrafluorethen und Hexafluorpropen bevorzugt sind. Diese Fluorkohlenstoffverbindun gen können entweder einzeln oder als Kombination von zwei oder mehreren davon ver wendet werden.

Die Fluorkohlenstoffverbindung und Sauerstoff werden vorzugsweise in einem Molverhältnis Fluorkohlenstoff/Sauerstoff von 1/0.5 bis 1/100, stärker bevorzugt 1/1 bis 1/10, besonders bevorzugt 1/2 bis 1/8, verwendet. Innerhalb dieser bevorzugten Berei che kann Laserlicht wirksam im Gasphasenpolymerisationssystem absorbiert werden, ein Gleitmittel mit einer ausreichenden Menge an Etherbindungen kann erhalten werden, und ein Gleitmittel mit zufriedenstellender Haltbarkeit kann erhalten werden.

Die vorstehend erwähnte photounterstützte CVD kann unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Vakuumkammer wie folgt durchgeführt werden. Die Vakuumkammer 6 weist ein Paar laserdurchlässiger Fenster 7 auf, die am oberen Teil jeder Seitenwand angebracht sind, Ventileinlässe 8 zur Einführung des Ausgangsgases, eine Ventilab laßöffnung 9 für das Evakuieren und Belüften der Kammer.

Bei der Durchführung der Gasphasenpolymerisation ist die Ablaßöffnung 9 mit einer Vakuumpumpe (nicht gezeigt) verbunden, um die Kammer 6 auf zum Beispiel ein Vakuum von 1,3×10^-5 bis 1,3 hPa zu evakuieren. Die vorstehend beschriebene Fluor kohlenstoffverbindung und Sauerstoff werden in die Kammer bis zum jeweiligen festge legten Partialdruck eingeleitet. Laserlicht, z. B. Excimerlaserlicht, wird in die durch den Pfeil gezeigte Richtung geleitet.

Der Gasdruck in der Vakuumkammer 6 während der Gasphasenpolymerisation beträgt vorzugsweise 6,6 bis 266 hPa.

Das Ausgangsgas, d. h. eine Fluorkohlenstoffverbindung und Sauerstoff, kann durch ein Trägergas, wie Ar, He, N₂, H₂ usw. befördert werden. Das Trägergas kann in einer Menge verwendet werden, die von einer äquimolaren Menge bis zu einer meh reren hundertfachen Molmenge des Ausgangsgases variiert. Es wird üblicherweise bis zu einem Gasdruck von 1,3 bis 2666 hPa eingeleitet.

Die Innentemperatur der Vakuumkammer beträgt während der Gasphasenpo lymerisation vorzugsweise 10 bis 90°C.

Nach vollständiger Polymerisation wird die Vakuumkammer 6 abgekühlt, um das hergestellte Gleitmittel zu erhalten, während unumgesetzte Stoffe und niedermolekulare Produkte durch die Ablaßöffnung 9 entnommen werden. Das Abkühlen wird unter Ver wendung eines Kühlmittels, wie flüssigen Stickstoffs, vorzugsweise auf eine Temperatur von 0°C bis -50°C durchgeführt. Statt des Abkühlens mit einem Kühlmittel kann das Gleitmittel mit einem Kondensation steil unter Ausnutzung eines Kapillarphänomens, das in der Vakuumkammer 6 vorhanden sein kann, kondensiert werden. Zum Beispiel kön nen enge Lücken, wie Schlitze in Abständen von 400 µm oder ein Wabenmuster oder eine poröse Struktur mit einem Zelldurchmesser von 400 µm, als Kondensationsteil verwendet werden.

Das so erhaltene Gleitmittel ist bei Raumtemperatur flüssig. Das Gleitmittel wird dann auf die Schutzschicht eines Magnetaufzeichnungsmediums aufgetragen, wobei eine aus einer festen Schicht und einer freien Schicht bestehende Gleitmittelschicht erzeugt wird. Das Gleitmittel kann mit einem Verfahren zur Erzeugung eines dünnen Films, wie Wirbelbeschichten oder Tauchbeschichten aufgetragen werden, ohne darauf beschränkt zu sein. Das Verhältnis der zu erzeugenden festen Schicht und freien Schicht kann durch geeignete Wahl der Menge der auf dem Aufzeichnungsmedium adsorbierten Feuch tigkeit, den Beschichtungsbedingungen und dgl. eingestellt werden.

Die Synthese eines Gleitmittels und die Erzeugung einer Gleitmittelschicht unter Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Vakuumkammer sind nachstehend erklärt. Ohne be sondere Beschreibung werden für die allgemeinen Teile in Fig. 2 und 3 die in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform verwendeten Verfahren auf die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform angewandt. Die in Fig. 2 verwendeten Bezugszeichen werden in Fig. 3 für die gleichen Teile verwendet.

Die in Fig. 3 gezeigte Vakuumkammer 6 ist ein bevorzugter Behälter für die Synthese des erfindungsgemäßen Gleitmittels. Magnetaufzeichnungsmedien 10 mit einer Schutzschicht werden durch den Ständer 11 in der Vakuumkammer 6 aufrecht gehalten oder horizontal gelegt.

Ein Gleitmittel wird durch Gasphasenpolymerisation der vorstehend beschrie benen Fluorkohlenstoffverbindung und Sauerstoff im Vakuum in der Vakuumkammer 6 synthetisiert und auf der Oberfläche der aufrechten oder liegenden Magnetauf zeichnungsmedien abgeschieden, wobei eine Gleitmittelschicht erzeugt wird. Das heißt, in einer Gasphase synthetisierte Gleitmittelmoleküle (Perfluorpolyether) erreichen die Oberfläche des Magnetaufzeichnungsmediums durch Diffusion und haften daran, wobei eine Gleitmittelschicht gebildet wird. Da die Filmbildung in einer Gasphase vonstatten geht, wird sie nicht durch die Ungleichförmigkeit der Oberfläche der Platte beeinflußt. Da kein Bedarf an Abkühlung der Platte zur Beschleunigung der Oberflä chenkondensation besteht, weist das Verfahren hohe Produktivität auf.

Die Filmbildung unter Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Vakuumkammer wird vorzugsweise mit zwei Schritten durchgeführt: ein erster Schritt, bei dem eine Fluor kohlenstoffverbindung und Sauerstoff in der Gasphase im Vakuum polymerisiert wer den, wobei eine Gleitmittelschicht erzeugt wird, und nachdem Dampf in die Kammer eingeleitet wird, ein zweiter Schritt, bei dem eine Fluorkohlenstoffverbindung und Sau erstoff wieder in der Gasphase im Vakuum polymerisiert werden, wobei eine Gleitmit telschicht gebildet wird. Der erste Polymerisationsschritt ist hauptsächlich für die Erzeu gung einer festen Schicht, während der zweite Polymerisationsschritt hauptsächlich für die Erzeugung einer freien Schicht dient. Mit anderen Worten kann eine freie Schicht im ersten Polymerisationsschritt erzeugt werden, und ebenso kann eine feste Schicht im zweiten Schritt erzeugt werden.

Beim ersten Polymerisationsschritt ist die Ablaßöffnung 9 mit einer Vakuum pumpe (nicht gezeigt) verbunden, und die Vakuumkammer 6 wird einmal auf ein Va kuum von z. B. 1,3×10^-5 bis 1,3 hPa evakuiert. Die vorstehend beschriebene Fluorkoh lenstoffverbindung und Sauerstoff werden dann in die Kammer bis zu einem festgelegten Gasdruck (vorzugsweise 6,6 bis 266 hPa) eingeleitet. Ein Laserstrahl, z. B. ein Exci merlaserstrahl, wird durch den oberen Teil der Vakuumkammer 6 und über den Ma gnetaufzeichnungsmedien 10 in der durch den Pfeil gezeigten Richtung derart geleitet, daß der Strahl die Magnetaufzeichnungsmedien 10 nicht trifft.

Es ist erwünscht, daß die Magnetaufzeichnungsmedien 10 während der Gaspha senpolymerisation mit Hilfe des Ständers 11 um ihre eigene Achse rotieren, so daß die Gleitmittelschicht gleichförmig über die ganze Oberfläche der Platten gebildet werden kann.

Der erste Polymerisationsschritt kann mehrmals wiederholt werden.

Nach Abschluß des ersten Polymerisationsschritts wird das Ablaßventil 9 geöff net, um Luft, insbesondere feuchte Luft (vorzugsweise Luft mit einer relativen Feuch tigkeit von 30 bis 90%, stärker bevorzugt 40 bis 80%), einzulassen. Dann wird die Va kuumkammer ebenso wie im ersten Schritt evakuiert und die Fluorkohlenstoff verbindung und Sauerstoff werden bis zum gleichen Gasdruck wie im ersten Schritt ein geleitet und mit einem Excimerlaserstrahl usw. genauso wie im ersten Schritt bestrahlt.

Der zweite Polymerisationsschritt kann mehrmals wiederholt werden.

Nach dem zweiten Polymerisationsschritt kann der erste Polymerisationsschritt wieder durchgeführt werden.

Die im ersten und zweiten Schritt verwendeten Fluorkohlenstoffverbindungen können gleich oder verschieden sein, sind aber vorzugsweise gleich.

Das Magnetaufzeichnungsmedium wird während des ersten und zweiten Schritts vorzugsweise auf 10 bis 90°C, stärker bevorzugt etwa 15 bis 50°C gehalten. Eine er wünschte Gleitmittelschicht wird außerhalb dieser Trägertemperatur kaum erhalten.

Das unter Verwendung der in Fig. 2 und 3 gezeigten Vakuumkammern syntheti sierte Gleitmittel ist meist ein Perfluorpolyether mit einem Zahlenmittel des Molekular gewichts von 800 bis 30 000 und wird durch Formel (I) wiedergegeben:

CF₃O-(CF₂O)_m-(CF₂CF₂O)_n-CF₃ (I)

Die Struktur des Perfluorpolyethergleitmittels, in dem die -(CF₂O)_m-Einheit den Hauptteil bildet und das m/n-Verhältnis innerhalb des vorstehenden Bereichs liegt, be wirkt, daß die Beweglichkeit der Gleitmittelmoleküle verbessert wird, und die Wechsel wirkung zwischen den Gleitmittelmolekülen und den funktionellen Gruppen an der Oberfläche einer darunterliegenden Schicht (d. h. einer Schutzschicht oder Ma gnetschicht) verbessert wird. Insbesondere, wenn eine feuchte Atmosphäre in das Sy stem bei der Erzeugung einer Gleitmittelschicht eingeleitet wird, tritt eine Wechselwir kung zwischen dem Gleitmittel und dem adsorbierten Wasser an der Oberfläche der dar unterliegenden Schicht auf. Das heißt, das Gleitmittel mit der vorstehend beschriebenen Struktur weist sowohl mäßige Beweglichkeit als auch mäßige Bindungsstärke an die Oberfläche der darunterliegenden Schicht auf.

Das m/n-Verhältnis in Formel (I) ist größer als 2 und kleiner als 7. Wenn m/n 7 oder größer ist, kann das Gleitmittel tribochemisch instabil sein. Wenn es 2 oder kleiner ist, sind die Wechselwirkung mit Wasser und die molekulare Beweglichkeit vermindert. Ein bevorzugtes m/n-Verhältnis beträgt 2.1 bis 6.9, stärker bevorzugt 3 bis 6.

Das Zahlenmittel des Molekulargewichts des Perfluorpolyethers beträgt 800 bis 30 000. Wenn das Zahlenmittel des Molekulargewichts des Perfluorpolyethergleitmittels geringer als 800 ist, kann die Haltbarkeit der Gleitmittelschicht geringer sein. Wenn es 330 000 übersteigt, kann die Gleitmittelschicht einen erhöhten Reibungskoeffizienten we gen der erhöhten Viskosität aufweisen. Ein bevorzugtes Zahlenmittel des Molekularge wichts des Perfluorpolyethergleitmittels beträgt 900 bis 29000, stärker bevorzugt 1000 bis 10 000.

Das m/n-Verhältnis in der Formel (I) kann durch Einstellen der Zusammenset zung des zu polymerisierenden Ausgangsgases eingestellt werden. Das Moleku largewicht kann durch Einstellen der zugegeben Menge an Ausgangsgas eingestellt werden. Ferner kann die Dicke der Gleitmittelschicht, insbesondere der freie Gleitmit telmoleküle umfassenden Gleitmittelschicht durch Einstellen der Bedingungen der Gas phasenpolymerisation (z. B. Ausgangsgasdruck und Bestrahlungsbedingungen und Zeit) und der Anzahl der Wiederholungen des Polymerisationsschritts eingestellt werden.

Die Gleitmittelschicht, die hauptsächlich den Perfluorpolyether der Formel (I) umfaßt, kann ferner andere Struktureinheiten enthalten, sofern die Wirkungen der vor liegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.

Abgesehen von den Schritten zur Erzeugung einer Gleitmittelschicht können be kannte Verfahren zur Herstellung von Magnetaufzeichnungsmedien ohne besondere Ein schränkung angewandt werden., was aber nicht einschränkend verstanden werden soll.

Verglichen mit einer herkömmlichen Magnetplatte, wie einer mit einer Schicht mit gemischten Gleitmitteln, die ein Gleitmittel mit einer polaren Gruppe und ein Gleit mittel ohne polare Gruppe umfaßt und durch Beschichten gebildet wird, weist die erfindungsgemäße Magnetplatte mit einer Schicht mit gemischten Gleitmitteln, die feste Gleitmittelmoleküle und freie Gleitmittelmoleküle umfaßt und durch Gasphasenpolyme risation gebildet wird, deutlich bessere Eigenschaften auf, wie durch höhere und stabi lere Werte, die in einem CSS-Test gezeigt werden, bestätigt wird.

Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen mit Bezug auf die Beispiele veran schaulicht, die vorliegende Erfindung soll aber nicht darauf beschränkt sein. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Verhältnisse des gemischten Gases in Gewichtsverhältnissen angegeben

Beispiel 1

Ein Träger mit 4,72 cm Durchmesser und 0,635 mm Dicke aus glasähnlichem Kohlenstoff (GC) mit einer Dichte von 1.5 g/cm³ wurde auf eine durchschnittliche Mittellinienrauhheit Ra von 1 nm poliert. Der Träger wurde einer Texturbehandlung (Sputtern einer Al-Si-Legierung) mit einem DC-Magnetron-Sputtersystem unter einem Argongasdruck von 0.4 hPa bei einer Trägertemperatur von 260°C unterzogen, um die Ra auf 1.5 nm einzustellen.

Chrom wurde auf dem texturierten Träger mit DC-Magnetronsputtern bei einem Argongasdruck von 1,3 Pa, einer Trägertemperatur von 180°C und einer Gitter vorspannung von -200 V abgeschieden, wobei eine Unterschicht 2 mit einer Dicke von 5 nm gebildet wurde. Unter den gleichen Bedingungen wurde eine 40 nm dicke Magnet schicht 3, umfassend CoCrPtB, auf der Unterschicht 2 gebildet.

Ein Deckschicht-Sputtersystem, in dem ein aus glasähnlichem Kohlenstoff herge stelltes Target eingebracht war, wurde evakuiert, und Argongas wurde bis zu einem Gasdruck von 0.27 Pa zur Durchführung des Sputterns eingeleitet, um eine 20 nm dicke Schutzschicht 4, umfassend glasähnlichen Kohlenstoff, auf der Magnetschicht 3 zu er zeugen. Die entstandene Magnetplatte wird nachstehend eine Rohplatte genannt.

Getrennt wurde die in Fig. 2 gezeigte Vakuumkammer 6 für eine Photoreaktion (photounterstütztes CVD-System) auf 6.7 Pa evakuiert, und 27 hPa Hexafluorpropen (F₃CCF=CF₂) und 133 hPa Sauerstoff wurden zugegeben. Das Ausgangsgas wurde mit einem von einem ArF-Excimerlaser (Wellenlänge: 193 nm) emittierten Laserstrahl, der 1 m durch Luft ging, bestrahlt. Die Pulsenergie des Laserstrahls wies eine Leistung von 150 mJ (am Einlaß der Vakuumkammer) auf, die Pulsfrequenz betrug 2 Hz und die An zahl der Bestrahlungen 10 000 Pulse. Die Vakuumkammer 6 wurde abgekühlt, das her gestellte Gleitmittel wurde gesammelt und gleichzeitig wurden das unumgesetzte Aus gangsgas und die niedermolekularen Produkte durch die Ablaßöffnung 9 aus dem Sy stem entnommen. Als Ergebnis der FT-IR und ¹⁹F-NMR-Analysen wurde das herge stellte Gleitmittel als Perfluorpolyether identifiziert, der hauptsächlich folgende Struktur umfaßte, in der m/n 2.2 war und der ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 1100 aufwies.

CF₃O-(CF₂O)_m-(CF₂CF₂O)_n-CF₃

Es wurde auch festgestellt, daß das Gleitmittel eine wiederkehrende Einheit mit einer Doppelbindung als Spurenbestandteil aufwies.

Das entstandene Gleitmittel wurde mit einer Verdünnungslösung (PF 5080, her gestellt von 3M Co.) verdünnt und die Lösung auf die Schutzschicht 4 der vorstehend hergestellten Rohplatte mit Tauchbeschichten aufgetragen, wobei eine 1.8 nm dicke Gleitmittelschicht 5, die eine feste Schicht und eine freie Schicht umfaßte, gebildet wurde. So wurde eine Magnetplatte erhalten, die einen Träger und darauf eine Textur schicht, eine Unterschicht, eine Magnetschicht, eine Schutzschicht und eine Gleitmittel schicht in dieser Reihenfolge umfaßte. Die Gleitmittelschicht umfaßte eine feste Schicht mit einer Dicke von 1.6 nm, die auf der Schutzschicht fixiert war, und eine freie Schicht mit einer Dicke von 0.2 nm, die auf der festen Schicht gebildet wurde.

Die Struktur der aus einer festen Schicht und einer freien Schicht aufgebauten Gleitmittelschicht wurde durch den Gewichtsverlust bei 10 Minuten langem Ultraschall reinigen mit Freon 113 bestätigt, und das Vorhandensein restlicher Gleitmittelmoleküle nach der Ultraschallreinigung wurde durch ESCA-Analyse (ESCALAB 200C, hergestellt von VG Science Co., Al_K _α-Strahlen) bestätigt.

Beispiele 2 bis 9

Magnetplatten wurden genauso wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß die in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigten Gleitmittel verwendet wurden.

Beispiele 10 bis 12

Magnetplatten wurden genauso wie in Beispiel 2 erhalten, außer daß die in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigten Gleitmittel und Träger verwendet wurden.

Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Magnetplatten wurden genauso wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß die Roh platte mit einer veränderten Gleithöhe (GH), wie in der nachstehenden Tabelle 2 aufge führt, mit einem in Tabelle 1 aufgeführten handelsüblichen Gleitmittel L-7 auf eine ver änderte Beschichtungsdicke, wie in Tabelle 2 gezeigt, beschichtet wurde.

Vergleichsbeispiele 5 bis 7

Magnetplatten wurden genauso wie in Beispiel 1 erhalten, außer daß handelsübli che Gleitmittel L-8 bis L-10 gemäß nachstehender Tabelle 1 verwendet wurden.

Die in den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Gleit mittel sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

CSS-Test

Jede der in den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Ma gnetplatten wurde 20 000 Betriebszyklen von je 5 Sekunden bei 4500 Upm in Abständen von je 5 Sekunden unter Verwendung eines Dünnfilmkopfs, hergestellt von Yamaha Corporation (Kopflast: 3.5 g, Flughöhe: 71 nm) unterzogen. Der statische Reibungsko effizient wurde unmittelbar danach und nach 24 Stunden gemessen. Die erhaltenen Er gebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 2 deutlich zu erkennen ist, behalten die Ma gnetaufzeichnungsmedien der Beispiele 1 bis 12 einen geringen Wert des statischen Rei bungskoeffizienten bei, auch wenn die Dicke der freien Schicht erhöht wird. Im Gegen satz dazu sind die Vergleichsmagnetaufzeichnungsmedien der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 unter Verwendung eines handelsüblichen Perfluorpolyethergleitmittels mit einem m/n-Verhältnis von 2 oder weniger und ohne funktioneller Gruppe schlechter in der Haltbar keit, und insbesondere erhöht sich der statische Reibungskoeffizient deutlich mit der Zeit. Die Haltbarkeit wird durch Erhöhen der Dicke der freien Schicht verbessert, aber die Erhöhung des statischen Reibungskoeffizienten mit der Zeit wird bei Erhöhung der Dicke der freien Schicht deutlicher. Andererseits sind, wie aus den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele 5 bis 7 zu sehen ist, Magnetaufzeichnungsmedien unter Verwendung handelsüblicher Perfluorpolyethergleitmittel mit einer funktionellen Gruppe am Ende noch schlechter in den Gleiteigenschaften.

Von den erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmedien, bei denen eine beson dere Substanz als Gleitmittelschicht verwendet wird, zeigte sich so, daß sie geringen Reibungskoeffizienten und ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen.

Beispiel 13

Ein Träger mit 4.72 cm Durchmesser und 0.635 mm Dicke, der aus glasähnli chem Kohlenstoff (GC) mit einer Dichte von 1.5 g/cm³ hergestellt war, wurde auf eine durchschnittliche Mittellinienrauhheit Ra von 1 nm poliert. Der Träger wurde einer Texturbehandlung (Sputtern einer Al-Si-Legierung) unterzogen, um die Ra auf 1.5 nm einzustellen.

Chrom wurde auf dem Träger mit DC-Magnetronsputtern in einer Argongasat mosphäre abgeschieden, wobei eine 50 nm dicke Unterschicht 2 gebildet wurde, und dann wurde eine CoCrTa-Magnetschicht 3 mit einer Dicke von 40 nm auf der Unter schicht 2 gebildet. Ein Deckschicht-Sputtersystem, bei dem ein glasähnliches Kohlen stofftarget eingebracht war, wurde evakuiert und Argongas bis zu einem Partialdruck von 0.27 Pa eingeleitet, um das Sputtern durchzuführen, wobei eine 20 nm dicke Schutzschicht 4 aus glasähnlichem Kohlenstoff gebildet wurde.

Die so erhaltenen Rohplatten 10 wurden, wie in Fig. 3 gezeigt, aufrecht in be stimmten Abständen in die Vakuumkammer 6 gegeben, und die Vakuumkammer 6 wur de auf 6.7 Pa evakuiert. Hexafluorpropen und Sauerstoff wurden in die Vakuumkammer bis zu einem Partialdruck von 13 hPa bzw. 80 hPa eingeleitet. Das Ausgangsgas wurde mit 1500 Pulsen eines Laserstrahls (Leistung: 150 mJ, Pulsfrequenz: 2 Hz), emittiert aus einem ArF-Excimerlaser (Wellenlänge: 193 nm) 12 Minuten lang bestrahlt, während die Platten um ihre Achse rotierten.

In die Vakuumkammer wurden 133 hPa Luft (Feuchtigkeit: 60%) eingeleitet. Die Kammer wurde wieder auf 1.3 Pa evakuiert, und 13 hPa Hexafluorpropen und 80 hPa Sauerstoff wurden zugegeben und mit 1500 Pulsen des gleichen Laserstrahls wie vorstehend 12 Minuten lang bestrahlt.

Bei der vorstehend beschriebenen photounterstützten CVD wurde der Laserstrahl in die durch den Pfeil angegebene Richtung emittiert, so daß die Rohplatten nicht direkt bestrahlt wurden, und die Rohplatten wurden auf Raumtemperatur (22°C) gehalten.

So wurden Magnetplatten erhalten, die einen Träger und darauf eine Textur schicht, eine Unterschicht, eine Magnetschicht, eine Schutzschicht und eine Gleit mittelschicht in dieser Reihenfolge umfaßten, wobei die Gleitmittelschicht eine ge mischte Schicht war, bestehend aus festen Gleitmittelmolekülen, von denen ein Teil an die Oberfläche der Schutzschicht fixiert war, und freien Gleitmittelmolekülen, die nicht an die Oberfläche der Schutzschicht fixiert waren.

Nachstehende Tabelle 3 zeigt die Ausgangssubstanz und die für die Erzeugung der Gleitmittelschicht verwendeten Reaktionsbedingungen. Das Zahlenmittel des Mole kulargewichts und das m/n-Verhältnis in der Formel (I) der Gleitmittelmoleküle sind ebenfalls gezeigt.

Die gemischte Struktur der aus festen Molekülen und freien Molekülen bestehen den Gleitmittelschicht wurde durch den Gewichtsverlust bei 10 Minuten langem Ultra schallreinigen mit einem Fluorkohlenstofflösungsmittel bestätigt, und das Vorhandensein restlicher Gleitmittelmoleküle nach der Ultraschallreinigung wurde durch ESCA-Analyse (ESCALAB 200C, hergestellt von VG Science Co., Al_K _α-Strahlen) bestätigt. Die Er gebnisse der ESCA-Analyse ergaben einen Peak im Cls zugeordneten Bereich von 294.8 bis 250 eV, der mit dem Cls-Spektrum der Einheit (CF₂O)_n der Einheit -(CF₂O)_n-(CF₂CF₂O)_m- eines handelsüblichen Gleitmittels übereinstimmte. Demge mäß wird angenommen, daß die Gleitmittelschicht eine Struktureinheit -(CF₂O)_n- auf weist. Da das Spektralintensitätsverhältnis von Cls, Fls und Ols, das -CF₂O- zuge ordnet zu sein scheint, 1.0 : 5.21 : 2.86 betrug, besteht die Möglichkeit, daß andere Struktureinheiten als -(CF₂O)_n- ebenfalls vorhanden waren.

Beispiele 14 bis 28

Magnetplatten wurden genauso wie in Beispiel 13 erhalten, außer das die Bedin gungen der photounterstützten CVD wie in Tabelle 3 angegeben geändert wurden.

Jedesmal wenn der CVD-Schritt wiederholt wurde, wurden 133 hPa Luft (Feuchtigkeit: 60%) in die Vakuumkammer 6 eingeleitet, die Kammer evakuiert und das reaktive Gas eingeleitet.

Das Ausgangsgas und die Reaktionsbedingung bei der Synthese der Gleitmittel schicht sind in Tabelle 3 aufgeführt. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) und das m/n-Verhältnis in Formel (I) der erzeugten Gleitmittelmoleküle sind ebenfalls in Ta belle 3 aufgeführt.

Anmerkung:
X₁: Hexafluorpropen
X₂: 1,1,1,3,3-Pentafluorpropen
X₃: Tetrafluorethen
X₄: Hexafluor-1,3-butadien
X₅: Hexafluorpropen + Tetrafluorethen (1 : 1)
O₂*: O₂ + Ar(1 : 1)
C: Kohlenstoff
G1: Getempertes Glas
G2: Kristallisiertes Glas

Vergleichsbeispiel 8

Auf einem mit Ni-P überzogenen Aluminiumträger wurden eine Texturschicht, eine Unterschicht, eine Magnetschicht und eine Schutzschicht genauso wie in Beispiel 13 gebildet, wobei eine Rohplatte hergestellt wurde. Die Rohplatte wurde in eine Va kuumkammer eines photounterstützten CVD-Systems gegeben, die Kammer evakuiert und ein gemischtes Gas aus Hexafluorpropen und Sauerstoff (1 : 1) bis zu einem Partial druck von 133 hPa zugegeben und die Rohplatte direkt mit einem Laserstrahl (Leistung: 150 mJ, Pulsfrequenz: 2 Hz) eines ArF-Excimerlasers (Wellenlänge: 193 nm) bestrahlt, wobei eine Gleitmittelschicht gebildet wurde.

Vergleichsbeispiel 9

Auf einem mit Ni-P überzogenen Aluminiumträger wurden eine Texturschicht, eine Unterschicht, eine Magnetschicht und eine Schutzschicht genauso wie in Beispiel 13 gebildet, um eine Rohplatte herzustellen. Die Rohplatte wurde in eine Vakuumkammer eines photounterstützten CVD-Systems gegeben und die Kammer unter Evakuieren auf -50°C abgekühlt. Ein gemischtes Gas aus CF₂CF=CF₂ und Sauerstoff (3 : 1) und 1.3 hPa CF₃OCF₃ wurden in die Kammer eingeleitet und die Rohplatte direkt mit einem Laserstrahl (Leistung: 300 mJ, Pulsfrequenz: 0.7 Hz), emittiert aus einem CO₂-Laser (1.06 µ Band, 971.9 cm^-1) 12 Minuten lang bestrahlt, wobei eine Gleitmittelschicht ge bildet wurde.

Vergleichsbeispiel 10

Auf einem mit Ni-P überzogenen Aluminiumträger wurden eine Texturschicht, eine Unterschicht, eine Magnetschicht und eine Schutzschicht genauso wie in Beispiel 13 gebildet, wobei eine Rohplatte hergestellt wurde. Die Rohplatte wurde in eine Lösung aus Perfluorpolyethergleitmittel (Fomblin AM2001, hergestellt von Monte Cassino Corp.) getaucht, aus dem Bad genommen und in eine mit einer Niederdruckquecksil berlampe (150 W) ausgestattete kästenförmige Kammer gelegt. Nach Evakuieren der Kammer wurden 13 hPa Hexafluorethan und 13 hPa Fluor zugegeben und 4 hPa Per fluorpropen weiter in die Kammer zugegeben. Das Ausgangsgas wurde mit einem La serstrahl (Leistung: 150 mJ, Pulsfrequenz: 2 Hz), emittiert aus einem ArF-Excimerlaser (Wellenlänge: 193 nm) und durch eine Quarzlinse verdichtet, 5 Minuten lang bestrahlt, um einen dielektrischen Abbau für Radikalbehandlung zu bewirken. Während der Radi kalbehandlung wurde die Niederdruckquecksilberlampe eingeschaltet, um direkt auf die Rohplatte zu leuchten.

Vergleichsbeispiel 11

Die in Beispiel 13 hergestellte Rohmagnetplatte wurde mit einer Lösung eines Perfluorpolyethergleitmittels mit einer aktiven Gruppe (Demnum SP, hergestellt von Daikin Industries, Ltd.) durch Tauchbeschichten beschichtet, und die beschichtete Schicht wurde 30 Minuten lang bei 150°C gehärtet. Nach Abkühlen wurde die be schichtete Schicht mit einem Fluorkohlenstofflösungsmittel 10 Minuten ultraschallgerei nigt. Danach wurde eine Lösung eines chemisch inaktiven Perfluorpolyethergleitmittels (Demnum S-100, hergestellt von Daikin Industries, Ltd.) darauf durch Tauchbeschichten aufgetragen.

Vergleichsbeispiel 12

Auf einem mit Ni-P überzogenen Aluminiumträger wurden eine Texturschicht, eine Unterschicht, eine Magnetschicht und eine Schutzschicht genauso wie in Beispiel 13 gebildet, um eine Rohplatte herzustellen. Die Rohplatte wurde in eine Kammer eines photounterstützten CVD-Systems gegeben. Nach Evakuieren wurden 6.7 hPa Tetrafluor methan in die Kammer eingeleitet und die Rohplatte direkt mit einem Laserstrahl aus ei nem CO₂-Infrarotlaser, der durch eine Linse verdichtet war, bestrahlt, um eine Gleit mittelschicht zu erzeugen.

Bewertung

Jede in den Beispielen 13 bis 28 und Vergleichsbeispielen 8 bis 12 erhaltenen Magnetplatten wurde in bezug auf die Dicke der Gleitmittelschicht und das Gewichts verhältnis der freien Gleitmittelmoleküle zu den festen Gleitmittelmolekülen in der Gleitmittelschicht untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Ta belle 4 gezeigt.

Ferner wurden die Magnetplatten gemäß folgenden Testverfahren untersucht. Die Testergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 4 gezeigt.

1) CSS-Test

Ein CSS-Test unter Durchführen von 20 000 Zyklen mit 5 Sekunden Betrieb bei 4500 Upm und 5 Sekunden Unterbrechen unter Verwendung eines Dünnfilmkopfs, her gestellt von Yamaha Corporation (Kopflast: 3.5 g, Flughöhe: 71 nm) durchgeführt, und eine Zunahme im statischen Reibungskoeffizienten nach 20 000 Zyklen wurde gemessen.

2) GH-Test

Ein Gleithöhentest wurde unter Verwendung von MG 150T, hergestellt von PROQUIP Co. und eines 50% Gleitkopfs durchgeführt. Bei einer Flughöhe von 30 nm wurde ein Durchlaufverhältnis von 90% oder mehr als "S", 50 bis 90% als "A", 30 bis 50% als "B" und 30% oder weniger als "C" bewertet.

Tabelle 4

Wie aus Tabelle 4 zu sehen ist, erfüllen die erfindungsgemäßen Magnetplatten die sehr strenge GH-Anforderung von nur 30 nm und zeigen auch bessere Ergebnisse im CSS-Test. Mit anderen Worten ermöglicht die vorliegende Erfindung, den Abstandsverlust (den Abstand zwischen dem Magnetkopf und der Magnetschicht) zu minimieren, während eine Magnetplatte mit ausgezeichneter Haltbarkeit sowie elek tromagnetischen Umwandlungseigenschaften bereitgestellt wird.

Im Gegensatz dazu weist die Magnetplatte von Vergleichsbeispiel 11, bei der die Gleitmittelschicht aus festen Molekülen und freien Molekülen besteht, aber durch Tauchbeschichten gebildet wird, schlechte CSS-Eigenschaften auf. Die in Vergleichsbei spiel 9 erhaltene, bei der die Gleitmittelschicht durch photounterstützte CVD auf einer gekühlten Rohplatte gebildet wird, zeigt Unebenheit in ihrer Gleitmittelschicht und schlechte GH-Eigenschaften. Die in Vergleichsbeispiel 8 erhaltene, bei der die Gleit mittelschicht durch Oberflächenpolymerisation erzeugt wird, die durch direkte Bestrah lung auf einer Rohplatte bewirkt wird, weist eine unebene Gleitmittelschicht und schlechte GH-Eigenschaften auf.

Die in Vergleichsbeispiel 10, bei der die Gleitmittelschicht durch einmaliges Auftragen eines Gleitmittels durch Beschichten und einer Plasmabehandlung und UV-Bestrahlung der Beschichtung erzeugt wird, zeigt nicht ausreichende CSS-Eigenschaften, wenn die Rohplatte eine fein texturierte Oberfläche aufweist (kleine Oberflächen rauhheit), wie bei der vorliegenden Erfindung beabsichtigt.

Ferner weist die von Vergleichsbeispiel 12, bei der die Schutzschicht mit einem Fluorradikal behandelt wird, ebenfalls schlechte CSS-Eigenschaften auf.

Es bestätigte sich so, daß die vorliegende Erfindung ein Magnetaufzeich nungsmedium bereitstellt, bei dem eine durch Gasphasenpolymerisation erzeugte Schicht von gemischten Gleitmitteln deutlich stabile und hohe CSS-Haltbarkeit und Eignung für eine äußerst geringe Gleithöhe zeigt. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere inso fern vorteilhaft, daß ein Magnetaufzeichnungsmedium sogar mit kleiner Oberflä chenrauhheit die CSS-Anforderungen ausreichend erfüllt.

Zusätzlich ermöglicht die vorliegende Erfindung die einfache Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften in hohen Stückzahlen unter gleichbleibender Produktivität.

Claims

1. Magnetaufzeichnungsmedium, umfassend einen Träger mit mindestens einer Ma gnetschicht und einer Gleitmittelschicht darauf, wobei die Gleitmittelschicht die oberste Schicht ist und ein Perfluorpolyethergleitmittel mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 800 bis 30 000 umfaßt und durch Formel (I) wieder gegeben wird: CF₃O-(CF₂O)_m-(CF₂CF₂O)_n-CF₃ (I)in der m eine ganze Zahl von 2 oder größer darstellt, n eine ganze Zahl von 1 oder größer darstellt und 7 < m/n < 2 ist.

2. Magnetaufzeichnungsmedium, umfassend einen Träger mit mindestens einer Ma gnetschicht und einer Gleitmittelschicht darauf, wobei die Gleitmittelschicht die oberste Schicht ist und aus einer feste Gleitmittelmoleküle umfassenden Schicht und einer freie Gleitmittelmoleküle umfassenden Schicht aufgebaut ist, die beide durch Gasphasenpolymerisation synthetisiert sind, wobei die festen Gleitmittel moleküle an die Oberfläche einer darunterliegenden Schicht fixiert sind, während die freien Gleitmittelmoleküle nicht an die Oberfläche der darunterliegenden Schicht fixiert sind.

3. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, wobei die Gleitmittelschicht eine Dicke von 0.2 bis 20 nm aufweist, und das Verhältnis der freien Gleit mittelmoleküle zu den festen Gleitmittelmolekülen in der Gleitmittelschicht 1/10 bis 10/1 (G/G) beträgt.

4. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, wobei die Gleitmittelmoleküle die Struktureinheit -(CF₂O)_m- aufweisen.

5. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, wobei das Gleitmittel ein Per fluorpolyethergleitmittel mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 800 bis 30 000 ist und durch Formel (I) wiedergegeben wird: CF₃O-(CF₂O)_m-(CF₂CF₂O)_n-CF₃ (I)in der m eine ganze Zahl von 2 oder größer darstellt, n eine ganze Zahl von 1 oder größer darstellt und 7 < m/n < 2 ist.

6. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Magnetauf zeichnungsmedium eine Schutzschicht auf der Magnetschicht aufweist und die Gleitmittelschicht auf der Schutzschicht aufgetragen ist.

7. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 6, wobei die Schutzschicht minde stens einen der folgenden Stoffe umfaßt: Kohlenstoff, Siliciumcarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Siliciumoxid, Zirkoniumoxid, Siliciumnitrid und Bornitrid.

8. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums, umfassend die Erzeugung mindestens einer Magnetschicht und einer obersten Gleitmittelschicht auf einem Träger, wobei die Gleitmittelschicht durch Erzeugen einer feste Gleit mittelmoleküle umfassenden Schicht und einer freie Gleitmittelmoleküle um fassenden Schicht bereitgestellt wird, die beide durch Gasphasenpolymerisation synthetisiert werden, wobei die festen Gleitmittelmoleküle an die Oberfläche ei ner darunterliegenden Schicht fixiert sind, während die freien Gleitmittelmole küle nicht an die Oberfläche einer darunterliegenden Schicht fixiert sind.

9. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei die Gleitmittelschicht durch einen ersten Gasphasenpolymerisationsschritt, in dem eine feste Gleitmittelmoleküle umfassende Schicht gebildet wird, und einen zweiten Gasphasenpolymerisationsschritt, in dem eine freie Gleitmittelmo leküle umfassende Schicht gebildet wird, bereitgestellt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei eine Fluorkohlenstoffverbindung zur Durchführung der Gas phasenpolymerisation verwendet wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei eine Fluorkohlenstoffverbindung und Sauerstoff bei der Durchführung der Gasphasenpolymerisation verwendet werden.

12. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei eine Fluorkohlenstoffverbindung und Sauerstoff bei der Durchführung der Gasphasenpolymerisation in einem Molverhältnis der Fluorkohlenstoffverbindung zu Sauerstoff von 1/0.5 bis 1/100 verwendet werden.

13. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei die Gasphasenpolymerisation eine photounterstützte Polymerisation ist, die unter Richten des Lichts nur auf das Ausgangsgas ohne direktes Bestrahlen eines Trägers, auf dem eine Gleitmittelschicht zu bilden ist, durchgeführt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 13, wobei das Licht ultraviolettes Licht ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei die Gasphasenpolymerisation durch chemisches Aufdampfen durchgeführt wird.

16. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei die Gasphasenpolymerisation durch photounterstützte chemische Aufdamp fung durchgeführt wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 8, wobei die Gasphasenpolymerisation bei einer Temperatur von 10 bis 90°C durchgeführt wird.

18. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums nach Anspruch 9, wobei ein Gas mit einer relativen Feuchtigkeit von 30 bis 90% in das System des ersten Gasphasenpolyerisationsschrittes nach der Erzeugung einer feste Gleitmittelmoleküle umfassenden Schicht eingeleitet wird und dann eine freie Gleitmittelmoleküle umfassende Schicht beim zweiten Gasphasen polymerisationsschritt erzeugt wird.