DE4108486A1 - Verfahren zum herstellen eines schmierfilms und ein verfahren zum herstellen eines magnetischen aufzeichnungsmediums - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines schmierfilms und ein verfahren zum herstellen eines magnetischen aufzeichnungsmediums

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms, der ein fluoriertes Polymer aufweist, und ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums als Anwendung davon.
Insoweit das Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium ausgeführt worden ist, wie es in der japanischen Patentanmeldung Kokai (offengelegt) Nr. 59-107428 (1984) beschrieben ist, wird eine Flon-Lösung aus Perfluoropolyether als Schmiermittel verwendet, die Lösung auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mittels Tauchen, Schleuderbeschichten, Spraybeschichten oder ähnlichem aufgebracht, und darauffolgend wird es getrocknet.
Bei dem oben erwähnten Stand der Technik gab es ein Problem, daß für das Flon-Lösungsmittel hauptsächlich Flon 113 oder ähnliches benutzt wird. Flon 113 ist ein Lösungsmittel, das eine Umweltzerstörung hervorruft, und daher ist es notwendig, so früh wie möglich ein alternatives Lösungsmittel zu entwickeln. Gegenwärtig jedoch ist kein geeignetes Lösungsmittel gefunden worden, und das verursacht ein ernsthaftes Problem.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms unter Verwendung eines Lösungsmittels zu schaffen, das kein Problem einer Umweltstörung verursacht.
Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums als eine Anwendung des obigen Herstellungsverfahrens zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung schafft (1) ein Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms, das aufweist: Aufbringen einer Emulsion, die aus einem fluorierten Polymer, einem grenzflächenaktiven Stoff bzw. einem Tensid und einem auflösenden Medium zusammengesetzt ist, auf ein Substrat und darauffolgendes Trocknen des Films.
Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das aufweist: Anwenden irgendeines der obenerwähnten Schmierfilm-Herstellungsverfahren auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten bzw. Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Partikelgrößenverteilung einer Emulsion darstellt, die im Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das eine Partikelgrößenverteilung einer Emulsion darstellt, die im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
Bei der vorliegenden Erfindung wird es vorgezogen, Wasser als auflösendes Medium zu verwenden. Der Schmierfilm aus fluoriertem Polymer wird über das Medium eines grenzflächenaktiven Stoffs mit Wasser kombiniert, um in einem stabil mikronisierten (emulgierten) Zustand verwendet zu werden.
Die bevorzugten grenzflächenaktiven Stoffe, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, enthalten nichtionische Stoffe, insbesondere Fluorocarbon-Polymere, Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenolether, Polyoxyethylenalkylester, Sorbitanalkylester, Polyoxyethylensorbitanalkylester und ähnliche. Daneben können auch gute Ergebnisse mit kationischen und anionischen grenzflächenaktiven Stoffen erhalten werden.
Bezüglich der fluorierten Polymere werden bei der vorliegenden Erfindung als ein Schmierfilm vorzugsweise Perfluorpolyether (PFPE) und PFPEs mit verschiedenen funktionellen Endgruppen verwendet. Diese Polymere mit Molekulargewichten von mindestens 3000 sind bevorzugt.
Beispielsweise enthält ein solches PFPE die Komponenten, die durch die folgende Formel dargestellt werden:
F-(CF(CF₃)CF₂O)n-C₂F₅
wobei n eine Zahl von 11 bis 49 ist.
Die funktionelle Gruppe in PFPE mit den funktionellen Gruppen enthält -COOH und andere Gruppen.
Die Emulsion, die ein fluoriertes Polymer, einen grenzflächenaktiven Stoff und ein auflösendes Medium aufweist, enthält vorzugsweise 1 bis 10 Gewichtsteile des fluorierten Polymers, 1 bis 10 Gewichtsteile des grenzflächenaktiven Stoffs und 10 bis 1000 Gewichtsteile des auflösenden Mediums. Wenn eine derartige Bildungsrate wie oben überschritten wird, kann keine Emulsion mit einer geeigneten Partikelgröße erhalten werden. Insbesondere wenn zuviel fluoriertes Polymer vorhanden ist, ist die resultierende Viskosität zu hoch für die Emulsion, um angewendet zu werden.
Für das Verfahren zum Aufbringen der Emulsion auf Substrate können jene typischen Anwendungsverfahren verwendet werden, die ein Tauchen, ein Beschichten durch Schleudern, ein Beschichten durch Besprayen oder ähnliches enthalten.
Für das Trocknungsverfahren werden solche Verfahren angewendet wie (1) Schleudertrocknen, (2) Trocknen durch Besprayen einer gedrehten Scheibe mit Hochdruckgas, (3) Trocknen durch Besprayen einer gedrehten Scheibe mit heißer Luft, oder (4) Trocknen in einem sauberen Trockenofen. Die bevorzugte Dicke des Schmierfilms beträgt 1 bis 100 nm, insbesondere 1 bis 30 nm.
Wenn eine fluorierte Hochpolymerkomponente und Wasser einfach gemischt werden, werden sie in zwei Schichten getrennt und bleiben wie sie sind. Wenn ein grenzflächenaktiver Stoff zwischen ihnen steht, verbinden sich die hydrophilen Gruppen von Molekülen des grenzflächenaktiven Stoffs mit Wassermolekülen und die hydrophoben Gruppen davon verbinden sich mit den Molekülen der Hoch- Polymer-Verbindung. Somit ist die Hoch-Polymer-Verbindung einheitlich im Wasser aufgelöst, um eine Emulsion zu bilden.
Durch Auswählen von Typen und einer Konzentration des grenzflächenaktiven Stoffs ist es möglich, den mittleren Partikeldurchmesser der Emulsion im Bereich von 0,1 bis 500 µm zu regulieren. Je größer z. B. die Menge des grenzflächen­ aktiven Stoffs ist, umso kleiner ist der Partikeldurchmesser der Emulsion. Bei der vorliegenden Erfindung liegt der am meisten bevorzugte Partikeldurchmesser der Emulsion im Bereich von 0,1 bis 10 µm. Wenn eine Emulsion mit einem mittleren Partikeldurchmesser in diesem Bereich auf ein Substrat aufgetragen ist, haftet das Polymer einheitlich an dem Substrat, und die Überzugsrate ist verbessert. Somit wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, eine Antigleitfestigkeit aufweisen, die gleich oder größer ist als jene herkömmlichen Produkte.
Im nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen dargestellt.
Beispiel 1
Ein Gefäß wird mit 500 g Wasser gefüllt. Unter Rühren werden 5 g eines Fettsäureesters (Handelsname: Rheodol, hergestellt von Kao K.K.) als grenzflächenaktiver Stoff und 5 g PFPE (Handelsname: Krytox FS/H, hergestellt von DuPont Company, USA) hinzugefügt, gemischt und weitergerüht. Daraufhin, wenn die Mischung nicht genügend gerührt ist, macht sie die Partikelgröße größer und die Partikelgrößenverteilung breiter. Die resultierende Emulsion wird für 10 Minuten Ultraschallwellen ausgesetzt, um eine Emulsion zu bilden, die einheitlich aufgelöste Partikel mit gleichmäßigem Durchmesser aufweist, d. h. eine Emulsion scharfer Partikelgrößenverteilung. Eine Partikelgrößenverteilung in diesem Zustand ist in Fig. 1 gezeigt.
Die so hergestellt Emulsion wurde einheitlich auf die gesamte Oberfläche einer Magnetscheibe aufgebracht und danach hitzegetrocknet, um einen Schmierfilm zu bilden.
Die Überzugsrate eines derart hergestellten Schmierfilms wurde durch das Kontaktwinkel-Meßverfahren bestimmt, das n-Hexadecan verwendet. Das Kontaktwinkel-Meßverfahren ist ein Verfahren, bei dem n-Hexadecan auf eine Magnetscheibe getropft wird und der Kontaktwinkel gemessen wird.
R₀: Winkel vor Auftragen eines Schmiermittels,
R₁: Winkel nach Auftragen eines Schmiermittels,
Rs: Winkel, wenn vollständig bedeckt.
Außerdem wurde die Überzugsfilmstärke einer Magnetscheibe durch ein Verfahren einer sphärischen Oberflächengleitstärke gemessen. Bei dem Verfahren einer sphärischen Oberflächengleitstärke wird eine Gleitspitze eines Gleiters in Kontakt mit einer Scheibe gebracht, und die Stärke wird durch Drehen der Scheibe gemessen (das Verfahren ist in "Proceedings of the Japan international tribology conference Nagoya", 1990, Seite 1313 beschrieben). In jedem Fall waren die erhaltenen Ergebnisse gleich jenen herkömmlichen Verfahren (die organische Flon- Lösungsmittel verwenden). Die Haftstärke wurde durch ein Kontaktieren eines Magnetkopfes mit einer zu messenden Scheibe bestimmt, und Ziehen der Magnetscheibe mit einem Spannungsmeßgerät, um die Zugfestigkeit zu messen. Die Werte der durch einen Adhäsionsprüfer gemessenen Adhäsionsfestigkeit lagen in dem Bereich von 5 bis 6 g für herkömmliche Scheiben, währenddessen die Werte für jene der vorliegenden Erfindung in dem Bereich von 3 bis 4 g lagen.
Weiterhin wurden einige ähnliche Experimente unter Verwendung anderer PFPE- Produkte, wie solche mit dem Handelsnamen Krytox 143ASZ Krytox 164S, Krytox 157S (hergestellt von DuPont Co., USA), dem Handelsnamen Fomblin Z-03, Fomblin Z-15, Fomblin Z-60 (hergestellt von Monteflon Co., USA) ausgeführt und in jedem Fall wurden fast die gleichen Ergebnisse erzielt.
Außerdem wurde ein ähnliches Experiment unter Verwendung eines Fettsäureesters mit dem Handelsnamen Emasol (hergestellt von Kao K.K.) ausgeführt, und es wurden fast die gleichen Ergebnisse erzielt.
Beispiel 2
100 g Wasser, 1,1 g Polyoxyethylenalkylether, (Handelsname: Emarugen, hergestellt von Kao K.K.) als grenzflächenaktiver Stoff und 1,9 g PFPE (Handelsname: Krytox FS/H, hergestellt von DuPont Co., USA) wurden verwendet, um eine Emulsion auf eine ähnliche Art wie beim Beispiel 1 zu bilden. Die Partikelgrößenverteilung dieser Emulsion ist in Fig. 2 gezeigt.
Die Emulsion wurde durch ein Schleuderbeschichten auf eine Magnetscheibe aufgebracht und hitzegetrocknet, um einen Schmierfilm zu bilden. Das Überzugsverhältnis des Schmierfilms und die Überzugsstärke der Magnetscheibe wurden auf die gleiche Art wie beim Beispiel 1 bestimmt. Als Ergebnis wurde jede dieser Eigenschaften um etwa 30% verbessert, verglichen mit jenen herkömmlicher. Die Adhäsionsstärke lag in dem Bereich von 3 bis 4 g. Dies scheint, verglichen mit dem Partikeldurchmesser von etwa 5 bis 10 µm, wenn ein Schmierfilm mit einem herkömmlichen Flon-Lösungsmittel aufgesprayt wurde, deshalb so zu sein, weil der Partikeldurchmesser dieser Emulsion meistens die Hälfte des obigen beträgt.
Bei einem weiteren Experiment, bei dem ein Polyoxyethylenalkylether (Handels­ name: Furorado, hergestellt von Sumitomo 3M Co.) verwendet wurde, wurde fast das gleiche Ergebnis erzielt.
Die obigen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Obwohl bei den obigen Beispielen die vorliegende Erfindung auf Magnetscheiben angewendet wurde, ist es auch offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung wirksam sein kann, wenn sie auf andere Substrate wie Magnetkarten, Magnetbänder oder ähnliches angewendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Auflösungsmittel wie Wasser anstelle organischer Flon-Lösungsmittel verwendet, weshalb keine Umweltzerstörung befürchtet werden muß, und es kann auch eine große Kostenersparnis erzielt werden.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schmierfilm auf einem Substrat sehr einheitlich ausgebildet werden und zusätzlich mit einem guten Überzugsverhältnis. Somit ist die Gleitfestigkeit eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, gleich oder höher als jene herkömmlicher, und die Adhäsionsfestigkeit ist verringert, um die Adhäsion eines Magnetkopfes effektiv zu verhindern.
Tabelle 1

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms, das aufweist: Aufbringen einer Emulsion, die aus einem fluorierten Polymer, einem grenzflächenaktiven Stoff und einem Auflösungsmedium zusammengesetzt ist, auf ein Substrat und darauffolgendes Trocknen des Films.
2. Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms nach Anspruch 1, wobei der grenzflächenaktive Stoff ein nichtionischer grenzflächenaktiver Stoff ist.
3. Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms nach Anspruch 1, wobei die Emulsion 1 bis 10 Gewichtsteile des fluorierten Polymers, 1 bis 10 Gewichtsteile des grenzflächenaktiven Stoffs und 10 bis 1000 Gewichtsteile des Auflösungsmediums aufweist.
4. Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms nach Anspruch 1, wobei das fluorierte Polymer ein Perfluoropolyether ist.
5. Verfahren zum Herstellen eines Schmierfilms nach Anspruch 1, wobei der Schmierfilm eine Dicke von 1 bis 100 mm hat.
6. Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das aufweist: Anwenden des Verfahrens zum Herstellen eines Schmierfilms nach Anspruch 1 auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium.
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