JP2905554B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JP2905554B2 JP2125181A JP12518190A JP2905554B2 JP 2905554 B2 JP2905554 B2 JP 2905554B2 JP 2125181 A JP2125181 A JP 2125181A JP 12518190 A JP12518190 A JP 12518190A JP 2905554 B2 JP2905554 B2 JP 2905554B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、情報記録再生装置において用いられる磁気
記録媒体に関し、特に、摩擦係数が低く且つ耐久性に優
れた潤滑膜層を有する磁気記録媒体に関するものであ
る。
[従来の技術] 一般に、磁気記録再生装置は、磁気ディスクまたは磁
気テープなどの磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、駆動機
構および記録再生回路とを備えている。例えば、円板上
に磁性記録媒体膜を形成した磁気ディスク装置は、大容
量記憶再生装置として汎用されている。この種の装置
は、ヘッドとディスクの間隔を0.3μm以下と非常に狭
くする必要があり、種々の工夫がなされている。現在、
最も多く用いられているのは、スライダ状の構造を有す
る磁気ヘッドを一定の荷重で円板に押し付けておき、円
板を回転させることによって、ヘッドと円板の間隔を一
定に保つ方法、いわゆるコンタクト−スタート−ストッ
プ(以下これを「CSS」と称す)である。
しかし、この方法では、磁気ヘッドと円板の実質的な
接触面積が大きく、従って、摩擦係数が大きくなり、凝
着現象等が起き易く、耐摺動特性に欠ける等の問題点が
多い。
そこで、これらの問題点を改善するために、各種の潤
滑剤を用い、表面に潤滑膜層を形成させることが検討さ
れており、従来パーフルオロポリエーテル等を潤滑剤と
して磁気記録媒体の表面に塗布することが行なわれてい
る。また、潤滑剤としてパーフルオロアルキルカルボン
酸パーフルオロアミン塩を用いることも提案されている
(特開昭64-35722号)。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来のパーフルオロポリエーテル等の潤滑剤は、
潤滑性能が不十分であり、さらに、熱的飛散性があるの
で、摩擦も加わって50℃以上となる使用雰囲気温度下で
は耐久性が悪く、このため膜厚を厚くすることが行なわ
れるが、膜厚を厚くすると粘着性が生じるという問題も
ある。
本発明では、優れた潤滑性を有し、長時間にわたり、
潤滑効果を保持し、耐摺動特性に優れ、高温環境下で用
いても耐久性を有するとともに、高湿度環境下でも粘着
が起こらない潤滑膜層を有する磁気記録媒体を提供する
ことを目的としてなされたものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記の目的を達成するために、潤滑剤の特
性の検討を重ねた結果、比較的分子鎖の長いパーフルオ
ロポリエーテルカルボン酸アミン塩を潤滑膜層として有
する磁気記録媒体が、従来のものと比較して優れた耐摺
動特性を示すことを見出し本発明に到達したものであ
る。
すなわち、本発明は、一般式(I)で表されるパーフ
ルオロポリエーテルカルボン酸アミン塩からなる潤滑膜
層を有することを特徴とする磁気記録媒体に関する。
(但し、式中、nは1または2の整数、R1,R2,R3はそれ
ぞれ炭素数1〜10のアルキル基もしくはフルオロアルキ
ル基または水素原子、Rfは平均分子量500〜10000のパー
フルオロポリエーテル基を表す。) 上記一般式(I)のパーフルオロポリエーテルカルボン
酸アミン塩は、 一般式 RfCOOH)n ……(II) で表されるパーフルオロポリエーテルカルボン酸と 一般式 で表されるアミンとから合成される。
上記一般式(I)において、nが1の場合は、パーフ
ルオロポリエーテルモノカルボン1分子とアミン1分子
とから合成されるものである。nが2の場合は、パーフ
ルオロポリエーテルジカルボン酸1分子とアミン2分子
とから合成されるものであり、この場合はパーフルオロ
ポリエーテル基の両端のカルボキシル基それぞれにアミ
ン塩基が結合したものとなる。
Rfは、平均分子量が500〜10000のパーフルオロポリエ
ーテル基であり、パーフルオロエーテル基を2以上有す
るものであれば特に限定されないが、例を挙げれば以下
のようである。
nが1のパーフルオロポリエーテルモノカルボン酸の
例としては、 FCF2CF2CF2OmCF2CF2-COOH ……(IV) などがあり、 nが2のパーフルオロポリエーテルジカルボン酸の例
としては、 HOOC−CF2OCF2 lOC2F4 mOCF2−COOH ……(VI) などがある。上記(IV)〜(VI)式中、m,lは、パーフ
ルオロポリエーテルカルボン酸の平均分子量が500〜100
00の範囲、好ましくは、3000〜10000の範囲内となるよ
うに選ばれる整数である。
アミンの一般式(III)中のR1,R2,R3の少なくとも一
種は、潤滑剤としての取扱い易さや合成の可能性を考慮
して、炭素数1〜10のアルキル基またはフルオロアルキ
ル基であり、アルキル基またはフルオロアルキル基以外
の基は水素である。また、アルキル基またはフルオロア
ルキル基は、立体障害なく導入可能であれば、直鎖状で
も、分鎖状でもよい。
上記(I)式のRfを、分子量500〜10000の長い分子鎖
のパーフルオロポリエーテル基とするのは、優れた潤滑
性能を得るためであり、(I)式のパーフルオロポリエ
ーテルカルボン酸アミン塩は分子鎖が長く、潤滑剤とし
て塗布した場合に、アミン塩基を磁性膜側に、パーフル
オロポリエーテル基を外側にして、各分子が磁性膜に対
して垂直に立って並ぶと考えられる。この場合、膜厚は
分子の長さすなわち平均分子量によって決まる。第8図
に前記(IV)式のパーフルオロポリエーテルカルボン酸
のトリオクチルアミン塩の平均分子量と潤滑膜層の厚さ
との関係を示した。平均分子量が大きいほど潤滑膜層の
厚さが厚くなっていることがわかる。
また、上記(I)式のnが2の場合、すなわち、例え
ば(VI)式のようなパーフルオロポリエーテルジカルボ
ン酸の両側に2つのアミンが反応した場合には、2つの
アミン塩基が磁性膜側に付き、パーフルオロポリエーテ
ル基は外部に向かってループ状の構成をとるものと解さ
れる。
本発明は、磁性塗料を非磁性支持体の表面に塗布する
ことにより磁性塗膜が磁性層として形成される塗布型の
磁気記録媒体や、非磁性支持体に蒸着等の手法により磁
性薄膜が磁性層として形成される磁気記録媒体などに適
用でき、磁気ディスク、磁気テープいずれの型でもよ
い。
基体となる材質は、ディスク型の場合でAl合金、Ti合
金、ガラス、プラスチック、セラミックス系など、テー
プ型の場合でポリエチレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリイミドなどのプラスチックである。
磁性層の材質は、γ‐Fe2O3、Co-γ‐Ferrite、Ba-Fe
rrite、Fe、Co合金、CrO2などである。
磁性膜を有する媒体では、金属磁性薄膜表面に硬質保
護膜を形成してもよい。硬質保護膜層の材質は、グラフ
ァイト状、ダイアモンド状あるいはアモルファス状のカ
ーボン、SiC、TiCなどの炭素化物、BN、Si3N4などの窒
化物、SiO2、ZrO2などのセラミックスである。
潤滑膜層は、磁性層あるいは硬質保護層の上に表面層
として形成する方法が一般的であるが、磁性材と潤滑剤
を混合した層を非磁性支持体上に形成してもよく、この
場合は磁性層と潤滑膜層が一体化したものとなる。
磁性膜あるいは硬質保護膜上に潤滑剤を塗布する場合
には、塗布される表面を予め酸素、窒素、アルゴンなど
のガス雰囲気中でプラズマ処理を行なっておくと、磁性
層あるいは硬質保護層と、潤滑膜層との接着性が著しく
向上する。
潤滑剤塗布の方法は、スピン塗布法、浸漬塗布法など
があり、塗布膜の厚さは9〜30mg/m2程度とする。
[作用] 本発明にかかる磁気記録媒体は、分子鎖が長く、フッ
素原子を多く持つパーフルオロポリエーテルカルボン酸
アミン塩からなる潤滑膜層を有するので、良好な潤滑作
用を発揮し、長期間使用しても、摩擦係数が従来のもの
より小さい。さらにこの潤滑作用は、高温高湿等の厳し
い条件下においても損なわれない。
このような優れた潤滑作用があるのは次の理由による
と考えられる。すなわち、一般に、従来の潤滑剤の場合
には潤滑剤分子は、磁性膜上に対して平行に並び複数の
層を形成すると考えられ、このため剥離しやすく耐久性
が劣る。これに対して、前記したように本発明の磁気記
録媒体の潤滑膜層を形成するパーフルオロポリエーテル
カルボン酸アミン塩は、分子鎖が長く、磁性膜に対して
垂直に立つので剥離しにくく、また外部に向かって延び
た長い分子鎖が優れた潤滑機能を持つためである。
また、パーフルオロポリエーテル基が多数のフッ素原
子を有するので、撥水性に優れ、高湿度環境下でも粘着
性を生じない。
[実施例] 以下に本発明の実施例について説明するが、本発明は
これらの実施例に限定されるものではない。
合成例 本発明で潤滑膜層に用いるパーフルオロポリエーテル
カルボン酸アミン塩の合成例を示す。
前記(IV)式のパーフルオロポリエーテルモノカルボ
ン酸で平均分子量約4,000のものおよび(VI)式のパー
フルオロポリエーテルジカルボン酸で平均分子量約3,00
0のものそれぞれと、次の3種の第3級アミンそれぞれ
とを組み合わせて6種の合成を行なった。
(C2H5)3N ……(VII) (n-C4H9)3N ……(VIII) (n-C8H17)3N ……(IX) いずれの場合も混合して、100℃で30分間撹拌した
後、冷却し、n-ヘキサンで精製した。
第6図と第7図は各々、(IV)式のポリオキシヘキサ
フルオロプロピレンカルボン酸(平均分子量約4,000)
およびそのトリオクチルアミン塩のIRスペクトルであ
る。第6図と第7図を比較して、第7図には、3,200〜
2,800cm-1にアンモニウム塩の伸縮振動に帰属する吸収
と、COの伸縮振動が1,770cm-1から1,670cm-1へとシフト
していることから、アミン塩の構造が確認された。他の
5種の合成についても同様にアミン塩の構造が確認され
た。
実施例1 第1図は、本発明にかかる磁気記録媒体の一例である
ハードディスクの斜視図であり、第2図は、第1図のハ
ードディスクから切り出したA部の部分拡大斜視図であ
る。図において、6は、A部表面の潤滑膜層である。
第1図、第2図に示すようなサンプルディスクを以下
の工程で作製した。Al-Mg合金基板1上に、硬質下地層
2としてNi-Pメッキ層を形成し、その上に非磁性体であ
るCr層3を設け、その上にCo系磁性膜4を作り、さらに
その上に硬質保護膜5としてカーボン膜を形成した。そ
の後、潤滑剤を塗布する前に、カーボン表面を活性化す
るため、酸素雰囲気中でプラズマ処理を行なった。次に
前記(IV)式のパーフルオロポリエーテルモノカルボン
酸と(IX)式のトリオクチルアミンとを反応させて得た
パーフルオロポリエーテルカルボン酸トリオクチルアミ
ン塩を潤滑剤として塗布し、潤滑膜層6を形成した。潤
滑剤の塗布法としては、溶媒としてフロリナートFC77
(3M社製)中にパーフルオロポリエーテルカルボン酸ト
リオクチルアミン塩を1.0wt%溶解し、ディスクをその
溶液に浸漬して潤滑膜を形成させる浸漬塗布法を用い、
塗布量は18mg/m2とした。
実施例2 前記(VI)式のパーフルオロポリエーテルジカルボン
酸と(IX)式のトリオクチルアミンとを反応させて得た
パーフルオロポリエーテルカルボン酸トリオクチルアミ
ン塩を潤滑剤として用いた他は、実施例1と同様にして
サンプルディスクを作製した。
比較例1 潤滑剤として、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤フ
ォンブリンZ-DOL(モンテフローズ社製)を用いた他
は、実施例1と同様にしてサンプルディスクを作製し
た。
比較例2 潤滑剤として、パーフルオロポリエーテル系潤滑剤フ
ォンブリンAM2001(モンテフローズ社製)を用いた他
は、実施例1と同様にしてサンプルディスクを作製し
た。
上記実施例1、2、比較例1、2で得られたサンプル
ディスクについて、CSS試験により、摩擦係数の変化を
調べた結果、第3図に示すように、比較例1、2の場合
は、CSS回数が3k回程度から急激に摩擦係数が上昇し、1
0k回以上では0.5を超えるのに対して、実施例1、2の
場合には摩擦係数の急激な上昇は見られず、CSS回数が3
0k回でも0.5以下である。
また、高湿度環境化下における粘着力の変化を調べる
ため、相対湿度に対する摩擦係数を測定し、その結果を
第4図に示した。第4図から、比較例1、2の場合は、
相対湿度が50%RH以上で摩擦係数が急激に上昇するのに
対して、実施例1、2の場合には、相対湿度による摩擦
係数の変化は殆どない。
さらに、潤滑剤の飛散性を調べるために、実施例1お
よび比較例1のサンプルディスクを50℃雰囲気に放置
し、放置時間に対する潤滑剤の残存率を測定した結果を
第5図に示した。第5図において、比較例1のサンプル
ディスクより実施例1のサンプルディスクの方が潤滑剤
の残存率が高く、飛散性が小さいことがわかる。
[発明の効果] 本発明の磁気記録媒体は、その表面に非常に優れた潤
滑特性を有するパーフルオロポリエーテルカルボン酸ア
ミン塩からなる潤滑膜層が形成されているので、高温高
湿度環境下においても潤滑性を失うことなく、また長期
にわたり潤滑性を保持することができるので、本発明に
よれば、耐摺動特性に優れた磁気記録媒体が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるハードディスクの一例を示す斜
視図、第2図は第1図のA部の部分拡大斜視図、第3図
は実施例1、2および比較例1、2のサンプルディスク
のCSS試験結果を示すグラフ、第4図はそれらサンプル
ディスクの相対湿度に対する摩擦係数値を示すグラフ、
第5図は実施例1と比較例1のサンプルディスクを50℃
雰囲気に放置した場合の潤滑剤の残存率を示すグラフ、
第6図はパーフルオロポリエーテルカルボン酸のIRスペ
クトル、第7図はパーフルオロポリエーテルカルボン酸
アミン塩のIRスペクトルを示すグラフ、第8図は潤滑剤
として用いるパーフルオロポリエーテルカルボン酸アミ
ン塩の分子量と潤滑膜層の厚さとの関係を示すグラフで
ある。 1……Al-Mg合金基板、2……硬質下地層、3……Cr
層、4……Co系磁性膜、5……硬質保護膜、6……潤滑
膜層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 文雄 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 平3−252921(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 5/72 C10M 105/58

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面がプラズマ処理された金属磁性膜また
    は硬質保護膜と、 上記表面に設けられた、一般式(I)で表されるパーフ
    ルオロポリエーテルカルボン酸アミン塩からなる潤滑膜
    層とを有することを特徴とする磁気記録媒体。 (但し、式中、nは1または2の整数、R1,R2,R3はそれ
    ぞれ炭素数1〜10のアルキル基もしくはフルオロアルキ
    ル基または水素原子、Rfは平均分子量500〜10000のパー
    フルオロポリエーテル基を表す。)
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