JP2002265593A - フルオロポリアルキルエーテル系化合物、該化合物からなる潤滑剤および該潤滑剤を用いた記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 （１）低温特性に優れること、（２）極め
て薄く塗布できること、（３）長時間、あるいは長期間
の使用に耐え、潤滑効果が持続すること、等の要求を満
たす磁気記録媒体用の潤滑剤を提供する。 【解決手段】 例えばＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−（ＣＨ₂）₂
−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ（Ｒｆは平均分子量２０００のフ
ルオロポリエーテル基）を磁気記録媒体用の潤滑剤とし
て用いる。また磁気記録媒体は、非磁性支持体上に、磁
性層、カーボン膜層および潤滑剤よりなる潤滑剤層を順
次設けて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フルオロポリアル
キルエーテル系化合物、該化合物からなる記録媒体用潤
滑剤、および該潤滑剤からなる潤滑層を含む記録媒体に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の記録媒体、例えば磁気記録媒体と
しては、強磁性金属材料を蒸着等の手法により非磁性支
持体上に被着し、これを磁性層としたいわゆる金属薄膜
型の磁気記録媒体や、非常に微細な磁性粒子と樹脂結合
剤とを含む磁性塗料を非磁性支持体上に塗布し、これを
磁性層としたいわゆる塗布型の磁気記録媒体等が知られ
ている。これら従来の磁気記録媒体は、磁性層表面の平
滑性が極めて良好であるため、磁気ヘッドやガイドロー
ラー等の摺動部材に対する実質的な接触面積が大きく、
従って摩擦係数が大きくなり凝着現象（いわゆる張り付
き）が起きやすく走行性や耐久性に欠ける等、問題点が
多い。そこで、これら問題点を改善するために各種の潤
滑剤を使用することが検討されてきており、従来より高
級脂肪酸やそのエステル等を前記磁気記録媒体の磁性層
に内添したり、あるいはトップコートすることにより摩
擦係数を抑えようとする試みがなされている。

【０００３】しかしながら、磁気記録媒体に使用される
潤滑剤には、その性質上非常に厳しい特性が要求され、
従来用いられている潤滑剤ではその要求を満足すること
が難しいのが現状である。すなわち、磁気記録媒体に使
用される潤滑剤には、（１）寒冷地での使用に際して所
定の潤滑効果が確保されるように低温特性に優れるこ
と、（２）磁気ヘッドとのスペーシングが問題となるの
で極めて薄く塗布できることと、その場合にも十分な潤
滑特性が発揮されること、（３）長時間、あるいは長期
間の使用に耐え、潤滑効果が持続すること、等が要求さ
れる。

【０００４】なお、金属薄膜型の磁気記録媒体のための
潤滑剤として、下記一般式（ｉ）で示されるパーフルオ
ロポリエーテルジオールが提案されている。

【０００５】

【化４】ＨＯ−Ｒｆ−ＯＨ （ｉ）

【０００６】（式中、Ｒｆは平均分子量が５００〜６０
００のパーフルオロポリエーテル基を示す。） しかし、前記のパーフルオロポリエーテルジオールはシ
ャトル耐久性が低いという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、記録媒
体の分野においては、使用される潤滑剤の能力不足に起
因して、例えばシャトル走行試験において再生出力がレ
ベルダウンする等、実用特性に不満を残している。そこ
で本発明は、各種使用条件下において優れた潤滑性が保
たれるとともに、長時間にわたり潤滑効果が持続され、
優れた走行性、耐摩耗性、耐久性等を提供することので
きる化合物、該化合物からなる潤滑剤、および記録媒体
を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、下記
一般式（１）：

【０００９】

【化５】 ＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−Ｒ−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ …（１）

【００１０】（式中、Ｒは炭素原子数が２〜３０の飽和
もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水
素基を示し、Ｒｆは平均分子量が５００〜６０００のフ
ルオロポリエーテル基を示す。）で表されることを特徴
とするフルオロポリアルキルエーテル系化合物を提供す
るものである。

【００１１】また本発明は、下記一般式（１）：

【００１２】

【化６】 ＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−Ｒ−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ …（１）

【００１３】（式中、Ｒは炭素原子数が２〜３０の飽和
もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水
素基を示し、Ｒｆは平均分子量が５００〜６０００のフ
ルオロポリエーテル基を示す。）で表されるフルオロポ
リアルキルエーテル系化合物よりなることを特徴とする
記録媒体用潤滑剤を提供するものである。

【００１４】さらに本発明は、支持体上に、記録層およ
び潤滑剤よりなる潤滑剤層が少なくとも順次形成されて
なる記録媒体であって、前記潤滑剤が下記一般式
（１）：

【００１５】

【化７】 ＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−Ｒ−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ …（１）

【００１６】（式中、Ｒは炭素原子数が２〜３０の飽和
もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水
素基を示し、Ｒｆは平均分子量が５００〜６０００のフ
ルオロポリエーテル基を示す。）で表されるフルオロポ
リアルキルエーテル系化合物であることを特徴とする記
録媒体を提供するものである。

【００１７】本発明のフルオロポリアルキルエーテル系
化合物は記録媒体の潤滑剤として用いることにより、各
種使用条件下において優れた潤滑性が保たれるととも
に、長時間にわたり潤滑効果が持続され、優れた走行
性、耐摩耗性、耐久性等を有する記録媒体を提供するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の化合物を磁気記録
媒体用の潤滑剤として使用する場合を例にとり説明す
る。

【００１９】本発明のフルオロポリアルキルエーテル系
化合物において、Ｒは炭素原子数が２〜３０、好ましく
は２〜２０の飽和もしくは不飽和の脂肪族炭化水素基、
または芳香族炭化水素基である。Ｒの炭素数が３０を超
えると、有機溶媒への溶解性が減少し、有機溶媒を用い
て例えばカーボン膜層上に潤滑層の膜を形成できなくな
る。また、Ｒｆは平均分子量が５００〜６０００、好ま
しくは１０００〜４０００のフルオロポリエーテル基で
ある。Ｒｆの平均分子量が５００未満であるとフルオロ
ポリエーテル基が短すぎるため摩擦係数が大きくなる。
逆にＲｆの平均分子量が６０００を超えると有機溶媒へ
の溶解性が減少し、有機溶媒を用いて例えばカーボン膜
層上に潤滑層の膜を形成できなくなる。

【００２０】本発明のフルオロポリアルキルエーテル系
化合物は、例えば一般式（１）におけるＲ基を含むジカ
ルボン酸誘導体を、塩化チオニルとともに１００℃程度
に加熱し、反応させ、余分な塩化チオニルを除去した精
製物と、一般式（１）におけるフルオロポリエーテル基
（Ｒｆ）を含む化合物とを混合し、１５０℃程度で加熱
し、反応させ、有機溶媒または無機溶媒を用いた洗浄、
分液ロートを用いた分液洗浄、カラムクロマトグラフィ
ーを用いた精製等により不純物や不要物を除去すること
により容易に合成することができる。

【００２１】なお、一般式（１）におけるフルオロポリ
エーテル基（Ｒｆ）を含む化合物は、市販されているも
のも利用することができ、例えばアウジモント（株）
製、商品名Ｚ−ｄｏｌ １０００、Ｚ−ｄｏｌ ２００
０、Ｚ−ｄｏｌ ４０００等が挙げられる。前記Ｚ−ｄ
ｏｌ １０００は、構造式としてＨＯＣＨ₂（ＣＦ₂ＣＦ₂
Ｏ）m（ＣＦ₂Ｏ）nＣＨ₂ＯＨを有する平均分子量１００
０の化合物である（Ｚ−ｄｏｌ ２０００およびＺ−ｄ
ｏｌ ４０００は、Ｚ−ｄｏｌ １０００と同じ構造式を
有する化合物であるが、平均分子量がそれぞれ２０００
および４０００である）。

【００２２】また、前記のように本発明のフルオロポリ
アルキルエーテル系化合物は、とくに記録媒体用の潤滑
剤として好適に用いることができる。なお、該潤滑剤に
は必要に応じて各種添加剤、例えば防錆剤を配合するこ
ともできる。防錆剤としては、従来の磁気記録媒体に使
用されているものであることができ、例えばフェノール
類、ナフトール類、キノン類、窒素原子を含む複素環化
合物、酸素原子を含む複素環化合物、硫黄原子を含む複
素環化合物等が挙げられる。

【００２３】本発明の記録媒体は、前記の潤滑剤からな
る潤滑剤層を含むものであり、例えば磁気記録媒体であ
る場合、具体的には、非磁性支持体上に、蒸着等の手法
により形成された金属磁性薄膜からなる磁性層、カーボ
ン膜層および本発明のフルオロポリアルキルエーテル系
化合物からなる潤滑剤層が順次形成された磁気記録媒体
であることができる。また、必要に応じて非磁性支持体
と磁性層との間に下地層を形成してもよい。

【００２４】非磁性支持体は、とくに制限されるもので
はなく、公知のものを採用することができる。例えば、
非磁性支持体としてＡｌ合金板やガラス板等の剛性を有
する基板を使用した場合には、基板表面にアルマイト処
理等の酸化皮膜やＮｉ−Ｐ皮膜等を形成してその表面を
硬くするようにしてもよい。

【００２５】磁性層を構成する金属磁性薄膜もとくに制
限されるものではなく、公知のものを採用することがで
きる。例えば、メッキ、スパッタリング、真空蒸着等の
手法により連続膜として形成されるもので、例えばＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属やＣｏ−Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｐ
ｔ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合
金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｎｉ−Ｂ系合金等からなる面内磁化記録金属磁性薄膜
や、Ｃｏ−Ｃｒ系合金磁性薄膜等が挙げられる。とく
に、面内磁化記録金属磁性薄膜を採用する場合、予め非
磁性支持体上にＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ、
Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｌ等の低融点非磁性材料の下地層を形成
しておき、その上に前記金属類を下地層に対し垂直方向
から蒸着あるいはスパッタリングし、金属磁性薄膜中に
これら低融点非磁性材料を拡散せしめ、配向性を解消し
て面内等方性を確保するとともに抗磁性を向上するよう
にしてもよい。

【００２６】カーボン膜層の形成方法としては、スパッ
タリングが一般的であるがとくに制限するものではな
く、公知のいずれの方法も採用可能である。カーボン膜
の膜厚は、２〜１００ｎｍが好ましく、さらに好ましく
は５〜３０ｎｍである。

【００２７】潤滑剤層は、前記カーボン膜層上に潤滑剤
を常法によりトップコートすることにより形成可能であ
る。潤滑剤の塗布量は、例えば０．５〜１００ｍｇ／ｍ
²が好ましく、１〜２０ｍｇ／ｍ²がさらに好ましい。塗
布には潤滑剤をヘキサンなどの有機溶媒に溶解したもの
を使用することができる。なお、防錆剤を用いる場合、
潤滑剤と複合して用いてもよいが、カーボン膜層上に防
錆剤を塗布した後、潤滑剤を塗布して２層以上設けるよ
うにすれば、防錆効果が高まり好ましい。

【００２８】本発明のフルオロポリアルキルエーテル系
化合物は、上記のように記録媒体、中でも磁気記録媒体
用の潤滑剤として用いるのが好ましい。しかし本発明の
潤滑剤は磁気記録媒体に限らず光記録媒体にも適用で
き、またその支持体もテープに限らず、磁気ディスクや
光ディスクのようなディスク媒体等の記録媒体にも用い
ることができる。

【００２９】

【作用】従来の潤滑剤において、カルボン酸あるいはカ
ルボン酸アミン塩のような比較的極性が大きい化合物
は、摩擦係数が小さいがスチル耐久性が悪い傾向があ
り、エステル化合物のような比較的極性の小さい化合物
はスチル耐久性には優れるが、摩擦係数が大きい。

【００３０】本発明のフルオロポリアルキルエーテル系
化合物は、比較的極性の弱いエステル基およびアルコー
ル基を用いているが、従来の潤滑剤に比べ、１分子あた
りの極性基の数が４つと多い。そのため、カーボン膜層
表面への吸着力が強くなる。また、本発明の化合物は、
末端極性基として２つのエステル基およびアルコール基
を有することから摩擦係数が小さく、かつスチル耐久性
に優れた特性を示す。とくにカーボン膜層上に本発明の
フルオロポリアルキルエーテル系化合物を潤滑剤として
塗布すると、カーボン膜層上に末端極性基の２つのエス
テル基および２つのアルコール基が吸着し、疎水基間の
凝集力により耐久性の良好な潤滑剤層を形成することが
できる。

【００３１】また、従来の含フッ素潤滑剤を塗布するに
はフッ素系溶媒が必須であるのに対し、本発明のフルオ
ロポリアルキルエーテル系化合物は、トルエン、アセト
ン等の炭化水素系溶媒を用いた塗布が可能であることか
ら環境へ与える負荷が小さく好ましい。

【００３２】さらに、現在ではヘッド／記録媒体インタ
ーフェースのスペーシングが数ｎｍになり、ヘッドと記
録媒体が接触する頻度が高くなってきているために、潤
滑剤の分解が大きな問題となりつつある。例えば市販さ
れているアウジモント（株）製、商品名Ｚ−ｄｏｌのよ
うなパーフルオロポリエーテルであると、ＣＦ₂−Ｏ−
ＣＦ₂のエーテル部分が摺動により解裂し、潤滑剤の分
解が起こってしまう。しかしながら、本発明のフルオロ
ポリアルキルエーテル系化合物は、摺動により生じたエ
ネルギーを、フルオロポリエーテルの連結基（Ｒ基）の
分解により散逸させることで、潤滑剤主鎖のフルオロポ
リエーテル部分の分解を抑えることができる。

【００３３】このように本発明のフルオロポリアルキル
エーテル系化合物を潤滑剤として用いた磁気記録媒体
は、各種使用条件下において優れた潤滑性が保たれると
ともに、長時間にわたり潤滑効果が持続され、優れた走
行性、耐摩耗性、耐久性等を提供できる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によりさ
らに説明するが、本発明は下記例に何ら限定されるもの
ではない。

【００３５】本発明のフルオロポリアルキルエーテル系
化合物の合成例 一般式（１）におけるＲ基を含むジカルボン酸誘導体と
してエチルジカルボン酸を用い、一般式（１）における
フルオロポリエーテル基（Ｒｆ）を含む化合物としてＺ
−ｄｏｌ ２０００を用いて、本発明のフルオロポリア
ルキルエーテル系化合物を合成した。合成手順を以下に
示す。

【００３６】エチルジカルボン酸ＨＯＯＣ−（ＣＨ₂）₂
−ＣＯＯＨの１．０ｇと塩化チオニル２ｇを約１００℃
で加熱混合し、約３時間還流した。反応終了後、エバポ
レーターにより未反応の塩化チオニルを除去し、反応精
製物を回収した。次に得られた反応精製物にＺ−ｄｏｌ
２０００の３０ｇを混合し、３時間、１５０℃で還流
した。反応終了後、トルエン１００ｍｌに反応物を溶解
させ、続いて、カラムクロマトグラフィーにより回収物
を精製した。カラム条件は、カラム充填物：シリカゲ
ル、カラム温度：室温、溶離液：トルエンおよび酢酸エ
チル１０％トルエン９０％の混合溶媒である。目的物は
酢酸エチル１０％トルエン９０％の混合溶媒を用いたと
きに溶出する。回収物は２０ｇであった。回収物をＩＲ
分析したところ、一般式ＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−（Ｃ
Ｈ₂）₂−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ（Ｒｆは平均分子量２００
０のフルオロポリエーテル基である）を有することが判
明した。図１にＩＲ分析結果を示す。

【００３７】なお、前記と同様の手法を採れば、一般式
（１）におけるＲ基および任意のフルオロポリエーテル
基（Ｒｆ）を任意に設定し、本発明のフルオロポリアル
キルエーテル系化合物を合成することができる。その具
体例を下記表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】実施例１〜１８ 下記表２の構造を有する本発明のフルオロポリアルキル
エーテル系化合物を前記の合成例と同様の手順で合成
し、これを潤滑剤として下記試験に供した。

【００４０】

【表２】

【００４１】比較例１〜５ 下記表３の構造を有する化合物を潤滑剤として下記試験
に供した。

【００４２】

【表３】

【００４３】サンプルテープの作製 ７．０μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上
に、Ｃｏを蒸着させ、膜厚１８０ｎｍの金属磁性薄膜か
らなる磁性層を形成した。次いでマグネトロンスパッタ
リング装置を用いて磁性層上に約８ｎｍの厚さのカーボ
ン膜層を形成した。次に、ポリエチレンテレフタレート
フィルムの磁性層が形成された面と反対側の面に、カー
ボンおよびポリウレタン樹脂よりなる厚さ０．５μｍ厚
のバックコート層を形成した。続いて、前記表２または
表３に示される化合物をトルエンに溶解し、前記カーボ
ン膜層の表面に該化合物の塗布量が５ｍｇ／ｍ２となる
ように塗布した。得られた磁気記録媒体を６．３５ｍｍ
幅に裁断してサンプルテープとした。

【００４４】耐久性および走行性の評価 前記のようにして作製された各サンプルテープを用い、
温度４０℃、相対湿度８０％の条件で摩擦係数を、温度
−５℃の条件でスチル耐久性を、温度４０℃、相対湿度
２０％の条件でシャトル耐久性をそれぞれ測定した。結
果を表４に示す。なお、本実施例のこれらの条件は、最
も厳しい使用条件と考えられる。また、スチル耐久性お
よびシャトル耐久性の測定には、市販のデジタルビデオ
カムコーダー（ソニー社製商品名ＶＸ１０００）を用い
た。

【００４５】（１）摩擦係数測定方法 摩擦係数の測定は、恒温槽中で温度４０℃、相対湿度８
０％に制御して、サンプルテープを摩擦係数測定器に１
００回走行させて測定した。なお、１００回走行後の数
値を摩擦係数として表中に記した。

【００４６】（２）スチル耐久性測定方法 スチル耐久性は、−５℃の恒温槽中で行い、再生出力が
３ｄＢ落ちるまでの時間を測定した。

【００４７】（３）シャトル耐久性測定方法 シャトル耐久性は、恒温槽を温度４０℃、相対湿度２０
％に制御して、サンプルテープ６０分長をＰｌａｙモー
ドで１００回走行させ、１００回走行後にその再生出力
が初期出力から何ｄＢ落ちるかを測定した。

【００４８】溶媒に対する溶解度評価 実施例１〜１８および比較例３で使用した潤滑剤につい
てエタノール、アセトン、トルエンの各溶媒に対する溶
解性を調べた。評価は、各溶媒に易溶な場合は○、潤滑
剤が溶媒に不要な場合は×とした。各潤滑剤の溶解性評
価の結果を表５に示す。

【００４９】

【表４】

【００５０】

【表５】

【００５１】前記結果より、本発明のフルオロポリアル
キルエーテル系化合物を磁気記録媒体用の潤滑剤として
用いることにより、高温多湿、高温低湿あるいは低温等
の様々な使用条件下においても摩擦係数、スチル耐久性
またはシャトル耐久性の劣化が極めて少なく、非常に良
好な結果が得られたことが分かる。

【００５２】

【発明の効果】本発明のフルオロポリアルキルエーテル
系化合物は新規な物質であり、記録媒体用、とくに磁気
記録媒体用の潤滑剤として有用である。また、支持体上
に、記録層および潤滑剤よりなる潤滑剤層を順次形成し
た記録媒体において、潤滑剤として前記のフルオロポリ
アルキルエーテル系化合物を用いれば、各種使用条件下
において優れた潤滑性が保たれるとともに、長時間にわ
たり潤滑効果が持続され、優れた走行性、耐摩耗性、耐
久性等を提供することのできる記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフルオロポリアルキルエーテル系
化合物の一例におけるＩＲ分析測定結果を示す図であ
る。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｎ 40:18 Ｃ１０Ｎ 40:18 (72)発明者 栗原 研一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小林 健 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 岩本 浩 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 坪井 寿憲 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4H104 CD04A EA03R LA03 LA04 PA17 4J005 BD02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）： 【化１】 ＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−Ｒ−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ …（１） （式中、Ｒは炭素原子数が２〜３０の飽和もしくは不飽
   和の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を示し、
   Ｒｆは平均分子量が５００〜６０００のフルオロポリエ
   ーテル基を示す。）で表されることを特徴とするフルオ
   ロポリアルキルエーテル系化合物。
2. 【請求項２】 下記一般式（１）： 【化２】 ＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−Ｒ−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ …（１） （式中、Ｒは炭素原子数が２〜３０の飽和もしくは不飽
   和の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を示し、
   Ｒｆは平均分子量が５００〜６０００のフルオロポリエ
   ーテル基を示す。）で表されるフルオロポリアルキルエ
   ーテル系化合物よりなることを特徴とする記録媒体用潤
   滑剤。
3. 【請求項３】 支持体上に、記録層および潤滑剤よりな
   る潤滑剤層が少なくとも順次形成されてなる記録媒体で
   あって、前記潤滑剤が下記一般式（１）： 【化３】 ＨＯ−Ｒｆ−ＯＣＯ−Ｒ−ＯＣＯ−Ｒｆ−ＯＨ …（１） （式中、Ｒは炭素原子数が２〜３０の飽和もしくは不飽
   和の脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基を示し、
   Ｒｆは平均分子量が５００〜６０００のフルオロポリエ
   ーテル基を示す。）で表されるフルオロポリアルキルエ
   ーテル系化合物であることを特徴とする記録媒体。
4. 【請求項４】 前記記録層が磁性層であり、前記記録媒
   体が磁気記録媒体であることを特徴とする請求項３記載
   の記録媒体。