JP6546031B2 - イオン液体、潤滑剤及び磁気記録媒体 - Google Patents

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Description

本発明は、イオン液体、該イオン液体を含有する潤滑剤、及びそれを用いた磁気記録媒体に関する。
従来、薄膜磁気記録媒体では、磁気ヘッドと媒体表面における摩擦や摩耗を減少させるために磁性層表面に潤滑剤が塗布される。実際の潤滑剤の膜厚は、スティクションのような接着を避けるため、分子レベルになる。それゆえ、薄膜磁気記録媒体において、最も重要なことは、あらゆる環境下においても、優れた耐摩耗性を有する潤滑剤の選択にあるといっても過言ではない。
磁気記録媒体のライフにおいて、脱離、スピンオフ、化学的な劣化などを生じさせずに、潤滑剤を媒体表面に存在させることは重要である。潤滑剤を媒体表面に存在させることは、薄膜磁気記録媒体の表面が平滑になるほど困難となる。これは、薄膜磁気記録媒体が塗布型磁気記録媒体のような潤滑剤の補充能力を有していないからである。
また、潤滑剤と磁性層表面の保護膜との接着力が弱い場合には、加熱や摺動時に潤滑剤膜厚の減少が生じ、摩耗を加速することになるため、多量の潤滑剤が必要とされる。多量の潤滑剤は、移動性の潤滑剤となり、消失した潤滑剤の補充機能を持たせることができる。しかし、過剰な潤滑剤は、潤滑剤の膜厚を表面疎度よりも大きくするため、接着に関連する問題が生じ、致命的な場合にはスティクションとなってドライブ不良の原因になるというジレンマがある。これらの摩擦の問題は、従来のパーフルオロポリエーテル(PFPE)系潤滑剤では、十分には解決されていない。
特に、表面平滑性の高い薄膜磁気記録媒体では、これらのトレードオフを解消するために、新規潤滑剤が分子設計され、合成されている。また、PFPEの潤滑性に関する報告が数多く提出されている。このように、磁気記録媒体において、潤滑剤は、大変重要なものである。
表1に、代表的なPFPE系潤滑剤の化学構造を示す。
表1中のZ−DOLは、一般に使用されている薄膜磁気記録媒体用の潤滑剤の一つである。また、Z−tetraolは、機能性の水酸基をPFPEの主鎖にさらに導入したものであり、ヘッドメディアインターフェイスの隙間を減少させながらドライブの信頼性を高めるとの報告がある。A20Hは、PFPE主鎖のルイス酸やルイス塩基による分解を抑え、トライボロジー特性を改善するとの報告がある。一方、Monoは、高分子主鎖及び極性基が、上記のPFPEと異なり、それぞれポリノルマルプロピルオキシとアミンであり、ニアコンタクトにおける接着相互作用を減少させるとの報告がある。
しかし、融点が高く熱的に安定と考えられる一般的な固体潤滑剤では、非常に高感度である電磁変換プロセスを妨害し、また、ヘッドによって削られた摩耗粉が走行トラックに生じるために摩耗特性が悪くなる。前述のように液体潤滑剤では、ヘッドによる摩耗によって取り除かれた潤滑剤に対して隣の潤滑層から移動して補充するといった移動性がある。しかし、この移動性のために、特に高温では、ディスク稼働中にディスク表面からスピンオフして潤滑剤が減少し、その結果、防護機能が失われる。このため、粘度が高くまた低揮発性の潤滑剤が好適に用いられており、蒸発速度を抑え、ディスクドライブの寿命を延ばすことを可能としている。
これらの潤滑機構から鑑みると、薄膜磁気記録媒体に用いられる低摩擦、低摩耗の潤滑剤への要求としては、以下のようになる。
(1)低揮発性であること。
(2)表面補充機能のために低表面張力であること。
(3)末端極性基とディスク表面への相互作用があること。
(4)使用期間での分解、減少がないように、熱的及び酸化安定性が高いこと。
(5)金属、ガラス、高分子に対して化学的に不活性で、ヘッドやガイドに対して摩耗粉を生じないこと。
(6)毒性、可燃性がないこと。
(7)境界潤滑特性に優れていること。
(8)有機溶媒に溶解すること。
近年、蓄電材料、分離技術、触媒技術などにおいて、イオン液体が、有機や無機材料合成のための環境にやさしい溶媒の一つとして、注目を集めている。イオン液体は、低融点の溶融塩という大きな範疇に入るが、一般的には、その中でも融点が100℃以下のものをいう。潤滑剤として使用するイオン液体の重要な特性として、揮発性が低いこと、可燃性がないこと、熱的に安定であること、溶解性能に優れていることがある。
例えば金属やセラミックス表面での摩擦及び摩耗が、あるイオン液体を用いることにより、従来の炭化水素系潤滑剤と比較して低減することがある。例えばフルオロアルキル基で置換してイミダゾールカチオンベースのイオン液体が合成され、アルキルイミダゾリウムのテトラフルオロホウ酸塩やヘキサフルオロリン酸塩が、鋼、アルミニウム、銅、単結晶SiO、シリコン、サイアロンセラミックス(Si−Al−O−N)に用いた場合、環状フォスファゼン(X−1P)やPFPEよりも優れたトライボロジー特性を示すとの報告がある。また、アンモニウムベースのイオン液体では、弾性流体から境界潤滑領域において、ベースオイルよりも摩擦を低下させる報告もある。また、イオン液体は、ベースオイルへの添加剤としての効果が調べられたり、化学的な及びトライボ化学的な反応が潤滑機構を理解するうえで研究されたりしているが、分子レベルでの潤滑特性が要求される磁気記録媒体としての応用例はほとんどない。
その中でパーフルオロオクタン酸アルキルアンモニウム塩は、プロトン性イオン液体(PIL)であるが、既述のZ−DOLと比較して、著しく磁気記録媒体の摩擦低減の効果があることを報告している(例えば、特許文献1、及び2、並びに非特許文献1〜3参照)。
しかし、これらのパーフルオロカルボン酸アンモニウム塩は、以下の反応式(A)に示す反応の中で、カチオンとアニオンの相互作用が弱く、Le Chatelier’sの法則から、高温では平衡が左側になり、解離した中性の化合物となって熱的な安定性が悪くなる。つまり、高温ではプロトンの移動が起こり、平衡が中性の物質へと移動して解離する(例えば、非特許文献4参照)。また高温での摩擦特性が悪いことも指摘されている(非特許文献6参照)。
渡邉らは、プロトン性イオン液体のプロトン移動性と熱的な安定性が、酸と塩基の酸解離定数の差ΔpKaに大きく依存し、塩基としてDBU(1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデ−7−センを用いた場合、そのΔpKaが15以上となる酸を用いることにより、イオン液体の熱的安定性が大きく向上することを報告している(非特許文献5参照)。
近藤らは、ΔpKaが大きいパーフルオロオクタンスルホン酸オクタデシルアンモニウム塩系のプロトン性イオン液体が磁気記録媒体の耐久性を改善することを提案している(非特許文献6〜8、特許文献3参照)。
ところで、ハードディスクの面記録密度の限界は、1−2.5Tb/inと言われている。現在、その限界に近付きつつあるが、磁性粒子の微細化を大前提として、大容量化技術への精力的な開発が続けられている。大容量化の技術として、実効フライングハイトの減少、Shingle Writeの導入(BMP)などがある。
また、次世代記録技術として、「熱アシスト磁気記録(Heat Assisted Magnetic Recording)」がある。図1に、熱アシスト磁気記録の概略を示す。この技術の課題としては、記録再生時にレーザーで記録部分を加熱するために、磁性層表面の潤滑剤の蒸発あるいは分解による耐久性の悪化が挙げられる。熱アシスト磁気記録は、短い時間ではあるが400℃以上とも言われる高温に晒される可能性があり、一般に使用されている薄膜磁気記録媒体用の潤滑剤パーフルオロポリエーテル、例えばZ−DOLやZ−TETRAOLでは、その熱的な安定性が懸念されている。
熱安定性を改善する新たなイオン液体の分子設計手段として、ジェミナルなジカチオンを持つピロリジニウム系イオン液体では、通常のモノカチオンのイオン液体よりも耐熱性を改善する場合があることが報告されている(非特許文献9参照)。しかし、非特許文献9にも掲載されているように、それを構成する分子構造と物理的又は化学的な性質との関係についてはよく理解されていない。カチオンとアニオンとのコンビネーションは、イオン液体の物理的又は化学的な性質に非常に影響を与える。アニオン部分はバライアティに富むが、構造的に類似なカチオンでなければその関係性は明確にはならない(非特許文献10)。例えば、ハロゲンの水素結合力が強いほど(Cl>Br>I)液体の粘性は増加する。しかし、粘性を増加させる方法はこれだけではなく、例えば、イミダゾールのアルキル鎖を変化させることによっても可能である。同様に融点、表面張力、熱安定性についても影響を与えるが、そのアニオンの効果は広範囲にわたっては研究されていない。それゆえカチオンやアニオンのコンビネーションによりこれらの物理的又は化学的な性質を変化させることは可能であるが、予測することは難しい。
ジカチオン系のイオン液体については多くの報告例はあるが、ジアニオン系についての報告は少ない(非特許文献11〜13参照)。これらの報告では、そのアプリケーションは電気化学的な用途や有機合成溶媒用途、あるいは具体的に指摘されていないものが多い。またその中で、強酸であるpKaが小さいパーフルオロスルホン酸やパーフルオロスルホニルイミドについての報告はない。
特許第2581090号公報 特許第2629725号公報 国際公開第2014/104342号パンフレット
Kondo, H., Seto, J., Haga. S., Ozawa, K.,(1989) Novel Lubricants for Magnetic Thin Film Media, Magnetic Soc. Japan, Vol. 13, Suppl. No. S1, pp.213−218 Kondo, H., Seki, A., Watanabe, H., & Seto, J., (1990). Frictional Properties of Novel Lubricants for Magnetic Thin Film Media, IEEE Trans. Magn. Vol.26, No. 5, (Sep. 1990), pp.2691−2693, , ISSN:0018−9464 Kondo, H., Seki, A., & Kita, A., (1994a). Comparison of an Amide and Amine Salt as Friction Modifiers for a Magnetic Thin Film Medium. Tribology Trans. Vol.37, No. 1, (Jan. 1994), pp. 99−105, ISSN: 0569−8197 Yoshizawa, M., Xu, W., Angell, C. A., Ionic Liquids by Proton Transfer: Vapor pressure, Conductivity, and the Relevance of ΔpKa from Aqueous Solutions, J. Am. Chem. Soc.,Vol.125, pp.15411−15419(2003) Miran, M.S., Kinoshita, H., Yasuda, T., Susan, M.A.B.H., Watanabe, M., Physicochemical Properties Determined by ΔpKa for Protic Ionic Liquids Based on an Organic Super−strong Base with Various Bronsted Acids, Phys. Chem. Chem. Phys., Vol 14, pp.5178−5186 (2012) Hirofumi Kondo, Makiya Ito, Koki Hatsuda, KyungSung Yun and Masayoshi Watanabe, "Novel Ionic Lubricants for Magnetic Thin Film" Media,IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 49, NO. 7, pp.3756−3759,JULY (2013) Hirofumi Kondo, Makiya Ito, Koki Hatsuda, Nobuo Tano, KyungSung Yun and Masayoshi Watanabe, IEEE International magetic conference Dresden, Germany, May 4−8,2014 Hirofumi Kondo, Makiya Ito, Koki Hatsuda, Nobuo Tano, KyungSung Yun and Masayoshi Watanabe,IEEE Trans. Magn., 2014, Vol. 50, Issue 11, Article#:3302504 Anderson, J. L., Ding R., Ellern A., Armstrong D. W., "Structure and Properties of High Stability Geminal DicationicIonic Liquids", J.Am. Chem.Soc., 2005, 127, 593−604. Dzyuba, S. V.; Bartsch, R. A. ,"Influence of Structural Variations in 1−Alkyl(aralkyl)−3−Methylimidazolium Hexafluorophosphates and Bis(trifluoromethylsulfonyl)imides on Physical Properties of the Ionic Liquids,Chem. Phys. Phys. Chem. 2002, 3, 161−166 Yukihiro Yoshida, Hirofusa Tanaka, Gunzi Saito, Lahcene Ouahab, Hiroyuki Yoshida and Naoki Sato, Inorg. Chem., 2009, 48 (21), pp 9989−9991 Wu Xu and C. Austen Angell, Science 17 October 2003: Vol. 302 no. 5644 pp. 422−425 Jean−Hubert Olivier, Franck Camerel, Gilles Ulrich, Joaquin Barbera and Raymond Ziessel, Chemistry−A European Journal Volume 16, Issue 24, pages 7134−7142, 2010
しかし、磁気記録媒体の分野においては、潤滑剤の能力不足に起因して、走行性、耐摩耗性、耐久性等の実用特性に不満を残している。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高温においても優れた潤滑性を有するイオン液体、高温においても優れた潤滑性を有する潤滑剤、及び優れた実用特性を有する磁気記録媒体を提供する。
本件発明者は、鋭意検討を行った結果、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基を有するイオン液体が熱安定性を改善できることを見出し、かつ長鎖のアルキル基を導入することにより摩擦係数が低下して耐久性が大きく改善することを見出し、本発明を完成させるに至った。
<1> 共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有するイオン液体を含有し、
前記共役酸が、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有し、
前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であることを特徴とする潤滑剤である。
<2> 前記イオン液体が、下記一般式(1)で表される前記<1>に記載の潤滑剤である。
ただし、前記一般式(1)中、Bは、共役酸を表す。nは、1以上15以下である。
<3> 前記共役酸が、下記一般式(A)で表される前記<1>から<2>のいずれかに記載の潤滑剤である。
ただし、前記一般式(A)中、R及びRは、水素原子であるか、又はR及びRは、それらが結合されている炭素原子と一緒になってベンゼン環を形成し、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、Rは、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
<4> 前記共役酸が、下記一般式(B)で表される前記<1>から<2>のいずれかに記載の潤滑剤である。
ただし、前記一般式(B)中、Rは、ビシクロ環に結合している炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
<5> 非磁性支持体と、前記非磁性支持体上に磁性層と、前記磁性層上に前記<1>から<4>のいずれかに記載の潤滑剤とを有することを特徴とする磁気記録媒体である。
<6> 共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有し、
前記共役酸が、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有し、
前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であることを特徴とするイオン液体である。
<7> 下記一般式(1)で表される前記<6>に記載のイオン液体である。
ただし、前記一般式(1)中、Bは、共役酸を表す。nは、1以上15以下である。
<8> 前記共役酸が、下記一般式(A)で表される前記<6>から<7>のいずれかに記載のイオン液体である。
ただし、前記一般式(A)中、R及びRは、水素原子であるか、又はR及びRは、それらが結合されている炭素原子と一緒になってベンゼン環を形成し、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、Rは、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
<9> 前記共役酸が、下記一般式(B)で表される前記<6>から<7>のいずれかに記載のイオン液体である。
ただし、前記一般式(B)中、Rは、ビシクロ環に結合している炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
本発明によれば、潤滑剤の蒸発や熱分解といった熱的な安定性を改善し、かつ優れた潤滑特性を長期に亘り維持させることができる。また、潤滑剤を磁気記録媒体に用いた場合も、潤滑特性に優れ、走行性、耐摩耗性、耐久性等の実用特性を向上させることができる。
図1は、熱アシスト磁気記録を示す概略図である。 図2は、本発明の一実施の形態に係るハードディスクの一例を示す断面図である。 図3は、本発明の一実施の形態に係る磁気テープの一例を示す断面図である。 図4は、ピンオンディスク試験機の概略図である。 図5は、摩擦試験結果である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
1. 潤滑剤及びイオン液体
2. 磁気記録媒体
3. 実施例
<1.潤滑剤及びイオン液体>
本発明の一実施形態として示す潤滑剤は、共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有するイオン液体を含有する。
本発明の一実施形態として示すイオン液体は、共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有する。
前記イオン液体において、前記共役酸は、炭化水素基を含む基を有する。前記炭化水素基は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基である。
前記イオン液体において、前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaは、10以下である。
本実施の形態におけるイオン液体は、共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有し、前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であるため、優れた熱安定性を発揮することができる。またカチオン部分に炭素数が6以上の炭化水素基を含む基を持つために優れた潤滑特性を併せ持つことができる。
ここで、本明細書におけるpKaは、酸解離定数であって、アセトニトリル中における酸解離定数である。
前記pKaは、10以下の強酸であり、6.0以下が好ましい。
前記pKaの下限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記pKaは、−5.0以上が好ましい。
<<共役塩基>>
前記共役塩基は、分子中に2個以上のアニオンを持ち、分子中に2個のアニオンを持つことが好ましい。
前記共役塩基としては、例えば、下記一般式(X)で表される共役塩基が挙げられる。
ただし、前記一般式(X)中、Z、及びZ’は、それぞれ独立して、アニオン性官能基を表す。Yは、Z及びZ’を、共有結合を介して連結する連結基を表す。
前記アニオン性官能基としては、例えば、以下の構造式及び一般式が挙げられる。
ここで、前記一般式(Z−1)中、mは、1以上10以下であり、1以上6以下が好ましい。
なお、各構造式及び一般式の結合手は、前記Yと結合している。
前記Yとしては、全フッ素化炭化水素基が好ましい。前記全フッ素化炭化水素基としては、例えば、下記一般式(Y−1)で表される基が挙げられる。
ただし、前記一般式(Y−1)中、nは、1以上15以下であり、1以上10以下が好ましい。
前記共役塩基としては、例えば、下記一般式(X−1)で表される共役塩基、下記一般式(X−2)で表される共役塩基、下記一般式(X−3)で表される共役塩基、下記一般式(X−4)で表される共役塩基、下記一般式(X−5)で表される共役塩基などが挙げられる。
前記一般式(X−1)〜一般式(X−5)中、nは、それぞれ独立して、1以上15以下であり、1以上10以下が好ましい。mは、それぞれ独立して、1以上10以下であり、1以上6以下が好ましい。
前記一般式(X−4)中の−C2n−は、−(CF−が好ましい。
<<共役酸>>
前記共役酸は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有する。
前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基の炭素数の上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、原材料の調達の観点から、前記炭素数は、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下が特に好ましい。前記炭化水素基が長鎖であることにより、摩擦係数を低減し、潤滑特性を向上させることができる。
前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基としては、前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基が好ましい。
前記炭化水素基は直鎖状であればよく、飽和炭化水素基でも、一部に二重結合を有する不飽和炭化水素基、又は一部に分岐を有する不飽和分枝炭化水素基のいずれでもよい。これらの中でも、耐摩耗性の観点から飽和炭化水素基であるアルキル基であることが好ましい。また、一部にも分岐を有さない直鎖状の炭化水素基であることも好ましい。
前記共役酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、下記一般式(A)で表される共役酸、下記一般式(B)で表される共役酸が好ましい。
ただし、前記一般式(A)中、R及びRは、水素原子であるか、又はR及びRは、それらが結合されている炭素原子と一緒になってベンゼン環を形成し、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、Rは、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
なお、前記一般式(A)で表される共役酸は、他の共鳴構造(極限構造)を取りうる。即ち、Rが結合する窒素原子がプラスの電荷を帯び、水素原子が、その窒素原子に結合している共鳴構造(極限構造)を取りうる。本発明においては、そのような共鳴構造(極限構造)を取る共役酸についても、前記一般式(A)で表される共役酸に含む。以下の一般式(A−1)、一般式(A−2)、一般式(2)においても同様である。
前記Rにおける炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基の炭素数の上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、原材料の調達の観点から、前記炭素数は、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下が特に好ましい。前記炭化水素基が長鎖であることにより、摩擦係数を低減し、潤滑特性を向上させることができる。
前記Rとしては、前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基が好ましい。
前記Rにおける前記炭化水素基は直鎖状であればよく、飽和炭化水素基でも、一部に二重結合を有する不飽和炭化水素基、又は一部に分岐を有する不飽和分枝炭化水素基のいずれでもよい。これらの中でも、耐摩耗性の観点から飽和炭化水素基であるアルキル基であることが好ましい。また、一部にも分岐を有さない直鎖状の炭化水素基であることも好ましい。
前記Rにおける炭化水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基が好ましい。前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基としては、前記Rで説明した炭化水素基が好ましい。
前記一般式(A)で表される共役酸としては、下記一般式(A−1)及び一般式(A−2)のいずれかで表される共役酸が好ましい。
ただし、前記一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、Rは、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。R及びRの例示は、前記一般式(A)におけるR及びRの例示と同じである。
ただし、前記一般式(B)中、Rは、ビシクロ環に結合している炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
なお、前記一般式(B)で表される共役酸は、他の共鳴構造(極限構造)を取りうる。即ち、Hが他の窒素原子に結合している共鳴構造(極限構造)を取りうる。本発明においては、そのような共鳴構造(極限構造)を取る共役酸についても、前記一般式(B)で表される共役酸に含む。以下の一般式(B−1)、一般式(3)においても同様である。
前記Rにおける炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基の炭素数の上限値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、原材料の調達の観点から、前記炭素数は、30以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下が特に好ましい。前記炭化水素基が長鎖であることにより、摩擦係数を低減し、潤滑特性を向上させることができる。
前記Rとしては、前記炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基が好ましい。
前記Rにおける前記炭化水素基は直鎖状であればよく、飽和炭化水素基でも、一部に二重結合を有する不飽和炭化水素基、又は一部に分岐を有する不飽和分枝炭化水素基のいずれでもよい。これらの中でも、耐摩耗性の観点から飽和炭化水素基であるアルキル基であることが好ましい。また、一部にも分岐を有さない直鎖状の炭化水素基であることも好ましい。
前記一般式(B)で表される共役酸としては、下記一般式(B−1)で表される共役酸が好ましい。
ただし、前記一般式(B−1)中、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。Rの例示は、前記一般式(B)におけるRの例示と同じである。
<<イオン液体の好適例>>
前記イオン液体としては、下記一般式(1)で表されるイオン液体が好ましく、下記一般式(2)で表されるイオン液体、下記一般式(3)で表されるイオン液体がより好ましい。
ただし、前記一般式(1)中、Bは、共役酸を表す。nは、1以上15以下である。
ただし、前記一般式(2)中、R及びRは、水素原子であるか、又はR及びRは、それらが結合されている炭素原子と一緒になってベンゼン環を形成し、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、Rは、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。nは、1以上15以下である。なお、2つのR、2つのR、2つのR、及び2つのRは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ただし、前記一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、ビシクロ環に結合している炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。nは、1以上15以下である。
前記一般式(1)〜一般式(3)の置換基、及び繰り返し単位の例示、及び好ましい範囲は、前述の共役酸、共役塩基の例示、及び好ましい範囲と同じである。
前記イオン液体の合成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の実施例に記載の方法を参考にすることで、種々の前記イオン液体を合成することができる。
本実施の形態における潤滑剤は、前述のイオン液体を単独で使用してもよいが、従来公知の潤滑剤と組み合わせて用いてもよい。例えば、長鎖カルボン酸、長鎖カルボン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸エステル、カルボン酸パーフルオロアルキルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸パーフルオロアルキルエステル、パーフルオロポリエーテル誘導体などと組み合わせて使用することが可能である。
また、厳しい条件で潤滑効果を持続させるために、質量比30:70〜70:30程度の配合比で極圧剤を併用してもよい。前記極圧剤は、境界潤滑領域において部分的に金属接触が生じたときに、これに伴う摩擦熱によって金属面と反応し、反応生成物皮膜を形成することにより、摩擦・摩耗防止作用を行うものである。前記極圧剤としては、例えば、リン系極圧剤、イオウ系極圧剤、ハロゲン系極圧剤、有機金属系極圧剤、複合型極圧剤などのいずれも使用できる。
また、必要に応じて防錆剤を併用してもよい。前記防錆剤としては、通常この種の磁気記録媒体の防錆剤として使用可能であるものであればよく、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などが挙げられる。また、前記防錆剤は、潤滑剤として混合して用いてもよいが、非磁性支持体上に磁性層を形成し、その上部に防錆剤層を塗布した後、潤滑剤層を塗布するというように、2層以上に分けて被着してもよい。
また、前記潤滑剤の溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、エタノール等のアルコール系溶媒などから単独又は組み合わせて使用することができる。例えば、ノルマルヘキサンのような炭化水素系溶剤やフッ素系溶媒を混合しても使用することができる。
<2.磁気記録媒体>
次に、前述の潤滑剤を用いた磁気記録媒体について説明する。本発明の一実施形態として示す磁気記録媒体は、非磁性支持体上に少なくとも磁性層を有してなり、前記磁性層に前述の潤滑剤を保有してなるものである。
本実施の形態における潤滑剤は、磁性層が非磁性支持体表面に蒸着やスパッタリング等の手法により形成された、所謂、金属薄膜型の磁気記録媒体に適用することが可能である。また、非磁性支持体と磁性層との間に下地層を介した構成の磁気記録媒体にも適用することもできる。このような磁気記録媒体としては、磁気ディスク、磁気テープなどを挙げることができる
図2は、ハードディスクの一例を示す断面図である。このハードディスクは、基板11と、下地層12と、磁性層13と、カーボン保護層14と、潤滑剤層15とが順次積層された構造を有する。
また、図3は、磁気テープの一例を示す断面図である。この磁気テープは、バックコート層25と、基板21と、磁性層22と、カーボン保護層23と、潤滑剤層24とが順次積層された構造を有する。
図2に示す磁気ディスクにおいて、非磁性支持体は、基板11、下地層12が該当し、図3に示す磁気テープにおいて、非磁性支持体は、基板21が該当する。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、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、その表面を硬くしてもよい。
磁性層13、22は、メッキ、スパッタリング、真空蒸着、プラズマCVD等の手法により、連続膜として形成される。磁性層13、22としては、Fe、Co、Ni等の金属や、Co−Ni系合金、Co−Pt系合金、Co−Ni−Pt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膜や、Co−Cr系合金薄膜、Co−O系薄膜等の垂直磁化記録金属磁性薄膜が例示される。
特に、面内磁化記録金属磁性薄膜を形成する場合、予め非磁性支持体上にBi、Sb、Pb、Sn、Ga、In、Ge、Si、Tl等の非磁性材料を、下地層12として形成しておき、金属磁性材料を垂直方向から蒸着あるいはスパッタし、磁性金属薄膜中にこれら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、抗磁力を向上するようにしてもよい。
また、磁性層13、22の表面に、カーボン膜、ダイヤモンド状カーボン膜、酸化クロム膜、SiO膜等の硬質な保護層14、23を形成してもよい。
このような金属薄膜型の磁気記録媒体に前述の潤滑剤を保有させる方法としては、図2及び図3に示すように、磁性層13、22の表面や、保護層14、23の表面にトップコートする方法が挙げられる。潤滑剤の塗布量としては、0.1mg/m〜100mg/mであることが好ましく、0.5mg/m〜30mg/mであることがより好ましく、0.5mg/m〜20mg/mであることが特に好ましい。
また、図3に示すように、金属薄膜型の磁気テープは、磁性層22である金属磁性薄膜の他に、バックコート層25が必要に応じて形成されていてもよい。
バックコート層25は、樹脂結合剤に導電性を付与するためのカーボン系微粉末や表面粗度をコントロールするための無機顔料を添加し塗布形成されるものである。本実施の形態においては、前述の潤滑剤を、バックコート層25に内添又はトップコートにより含有させてもよい。また、前述の潤滑剤を、磁性層22とバックコート層25のいずれにも内添、トップコートにより含有させてもよい。
また、他の実施の形態として、磁性塗料を非磁性支持体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、所謂、塗布型の磁気記録媒体にも潤滑剤の適用が可能である。塗布型の磁気記録媒体において、非磁性支持体や磁性塗膜を構成する磁性粉末、樹脂結合剤などは、従来公知のものがいずれも使用可能である。
例えば、前記非磁性支持体としては、例えば、ポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリカーボネート等に代表されるような高分子材料により形成される高分子支持体や、アルミニウム合金、チタン合金等からなる金属基板、アルミナガラス等からなるセラミックス基板、ガラス基板などが例示される。また、その形状も何ら限定されるものではなく、テープ状、シート状、ドラム状等、如何なる形態であってもよい。さらに、この非磁性支持体には、その表面性をコントロールするために、微細な凹凸が形成されるような表面処理が施されたものであってもよい。
前記磁性粉末としては、γ−Fe、コバルト被着γ−Fe等の強磁性酸化鉄系粒子、強磁性二酸化クロム系粒子、Fe、Co、Ni等の金属や、これらを含んだ合金からなる強磁性金属系粒子、六角板状の六方晶系フェライト微粒子等が例示される。
前記樹脂結合剤としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、ブタジエン、アクリロニトリル等の重合体、あるいはこれら二種以上を組み合わせた共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が例示される。これら結合剤には、磁性粉末の分散性を改善するために、カルボン酸基やカルボキシル基、リン酸基等の親水性極性基が導入されてもよい。
前記磁性塗膜には、前記の磁性粉末、樹脂結合剤の他、添加剤として分散剤、研磨剤、帯電防止剤、防錆剤等が加えられてもよい。
このような塗布型の磁気記録媒体に前述の潤滑剤を保有させる方法としては、前記非磁性支持体上に形成される前記磁性塗膜を構成する前記磁性層中に内添する方法、前記磁性層の表面にトップコートする方法、若しくはこれら両者の併用等がある。また、前記潤滑剤を前記磁性塗膜中に内添する場合には、前記樹脂結合剤100質量部に対して0.2質量部〜20質量部の範囲で添加される。
また、前記潤滑剤を前記磁性層の表面にトップコートする場合には、その塗布量は0.1mg/m〜100mg/mであることが好ましく、0.5mg/m〜20mg/mであることがより好ましい。なお、前記潤滑剤をトップコートする場合の被着方法としては、イオン液体を溶媒に溶解し、得られた溶液を塗布若しくは噴霧するか、又はこの溶液中に磁気記録媒体を浸漬すればよい。
本実施の形態における潤滑剤を適用した磁気記録媒体は、潤滑作用により、優れた走行性、耐摩耗性、耐久性等を発揮し、さらに、熱的安定性を向上させることができる。
<3.実施例>
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。本実施例では、イオン液体を合成し、イオン液体を含有する潤滑剤を作製した。そして、潤滑剤を用いて磁気ディスク及び磁気テープを作製し、それぞれディスク耐久性及びテープ耐久性について評価した。磁気ディスクの製造、ディスク耐久性試験、磁気テープの製造、及びテープ耐久性試験は、次のように行った。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
<磁気ディスクの製造>
例えば、国際公開第2005/068589号公報に従って、ガラス基板上に磁性薄膜を形成し、図2に示すような磁気ディスクを作製した。具体的には、アルミシリケートガラスからなる外径65mm、内径20mm、ディスク厚0.635mmの化学強化ガラスディスクを準備し、その表面をRmaxが4.8nm、Raが0.43nmになるように研磨した。ガラス基板を純水及び純度99.9%以上のイソプロピルアルコール(IPA)中で、それぞれ5分間超音波洗浄を行い、IPA飽和蒸気内に1.5分間放置後、乾燥させ、これを基板11とした。
この基板11上に、DCマグネトロンスパッタリング法によりシード層としてNiAl合金(Ni:50モル%、Al:50モル%)薄膜を30nm、下地層12としてCrMo合金(Cr:80モル%、Mo:20モル%)薄膜を8nm、磁性層13としてCoCrPtB合金(Co:62モル%、Cr:20モル%、Pt:12モル%、B:6モル%)薄膜を15nmとなるように順次形成した。
次に、プラズマCVD法によりアモルファスのダイヤモンドライクカーボンからなるカーボン保護層14を5nm製膜し、そのディスクサンプルを洗浄器内に純度99.9%以上のイソプロピルアルコール(IPA)中で10分間超音波洗浄を行い、ディスク表面上の不純物を取り除いた後に乾燥させた。その後、25℃50%相対湿度(RH)の環境においてディスク表面にイオン液体のIPA溶液を用いてディップコート法により塗布することで、潤滑剤層15を約1nm形成した。
<熱安定性測定>
TG/DTA測定では、セイコーインスツルメント社製EXSTAR6000を使用し、200ml/minの流量で空気中を導入しながら、10℃/minの昇温速度で30℃−600℃の温度範囲で測定を行った。
<ディスク耐久性試験1(ピンオンディスク試験)>
図4に示すピンオンディスク試験機を用いて、以下の測定条件でアームに生じる摩擦力をストレインゲージで検出した。
〔測定条件〕
・荷重 : 15g
・摺動速度: 1.7mm/sec (100mm/min)
・接触部 : 3mmφ 鋼球
・摺動距離: 20mm
・摺動回数: 100回
<ディスク耐久性試験2>
市販のひずみゲージ式ディスク摩擦・摩耗試験機を用いて、ハードディスクを14.7Ncmの締め付けトルクで回転スピンドルに装着後、ヘッドスライダーのハードディスクに対して内周側のエアベアリング面の中心が、ハードディスクの中心より17.5mmになるようにヘッドスライダーをハードディスク上に取り付けCSS耐久試験を行った。本測定に用いたヘッドは、IBM3370タイプのインライン型ヘッドであり、スライダーの材質はAl−TiC、ヘッド荷重は63.7mNである。本試験は、クリーン清浄度100、25℃60%RHの環境下で、CSS(Contact、Start、Stop)毎に摩擦力の最大値をモニターした。摩擦係数が1.0を超えた回数をCSS耐久試験の結果とした。CSS耐久試験の結果において、50,000回を超える場合には「>50,000」と表示した。また、耐熱性を調べるために、300℃及び350℃の温度で3分間加熱試験を行った後のCSS耐久性試験を同様に行った。
<磁気テープの製造>
図3に示すような断面構造の磁気テープを作製した。先ず、5μm厚の東レ製ミクトロン(芳香族ポリアミド)フィルムからなる基板21に、斜め蒸着法によりCoを被着させ、膜厚100nmの強磁性金属薄膜からなる磁性層22を形成した。次に、この強磁性金属薄膜表面にプラズマCVD法により10nmのダイヤモンドライクカーボンからなるカーボン保護層23を形成させた後、6ミリ幅に裁断した。このカーボン保護層23上にIPAに溶解したイオン液体を、膜厚が1nm程度となるように塗布して潤滑剤層24を形成し、サンプルテープを作製した。
<テープ耐久性試験>
各サンプルテープについて、温度−5℃環境下、温度40℃30%RH環境下のスチル耐久性、並びに、温度−5℃環境下、温度40℃90%RH環境下の摩擦係数及びシャトル耐久性について測定を行った。スチル耐久性は、ポーズ状態での出力が−3dB低下するまでの減衰時間を評価した。シャトル耐久性は、1回につき2分間の繰り返しシャトル走行を行い、出力が3dB低下するまでのシャトル回数で評価した。また、耐熱性を調べるために、100℃の温度で10分間加熱試験を行った後の耐久性試験も同様に行った。
本実施の形態におけるイオン液体は、共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有し、前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下である。更には、カチオン部分に炭素数が6以上の炭化水素基を含む基を持つことが好ましい。そのようなイオン液体の熱安定性、及び前記イオン液体を用いた磁気記録媒体の耐久性についての影響を調べた。
(実施例1A)
<1,3−ビス(1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾリウム)ヘキサフルオロプロパンジスルホネートの合成>
1,3−ビス(1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾリウム)ヘキサフルオロプロパンジスルホネートの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
原料の2−ヘプタデシルイミダゾールは、四国化成工業株式会社から購入したものをエタノールで再結晶させた後に用いた。再結晶により純度を93%から98.5%に向上させることにより、熱安定性は向上することから、合成原料として以下で使用する2−ヘプタデシルイミダゾールについては再結晶を行って精製したものを使用した。
この精製した2−ヘプタデシルイミダゾール9.18g、オクタデシルブロミド9.99g、及び水酸化カリウム1.68gを、アセトニトリル100mLとトルエン100mL中に加えて3時間加熱還流させた。反応溶液をろ過して生成した塩を除去し、溶媒をエバポレーターで除去した。カラムクロマトグラフィーでn−ヘキサン/酢酸エチル=9/1の溶媒で未反応の原料を分離し、98%以上のガスクロマトグラフィー純度で目的物である1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾール14.5gを得た。
1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾール5.94gをエタノールに溶解させ、これに1,3−ジスルホン酸パーフルオロプロパン1.66gをエタノールで希釈させた溶液を加え常温で1時間反応後、1時間加熱還流させた。常温まで冷却後、エタノールを除去し、水で十分に洗浄後、エタノールから再結晶を行い6.10gの生成物を得た。再結晶後の収率は81%。
ここで、本明細書においてのFTIRの測定は、日本分光社製FT/IR−460を使用し、KBrプレート法あるいはKBr錠剤法を用いて透過法で測定を行った。そのときの分解能は4cm−1である。
H−NMR及び13C−NMRスペクトルは、Varian MercuryPlus300核磁気共鳴装置(バリアン社製)で測定した。H−NMRの化学シフトは、内部標準(0ppmにおけるTMSあるいは重水素化溶媒ピーク)との比較としてppmで表した。分裂パターンは、一重項をs、二重項をd、三重項をt、多重項をm、ブロードピークをbrとして示した。
生成物のFTIR吸収とその帰属を以下に示す。
1153cm−1にSOの対称伸縮振動、1269cm−1にCFの対称伸縮振動、1353cm−1にSO結合の逆対称伸縮振動、1469cm−1にCHの変角振動、2848cm−1にCHの対称伸縮振動、2916cm−1にCHの逆対称伸縮振動、3086cm−1及び3153cm−1NH伸縮振動が見られた。
また、重クロロホルム中でのプロトン(H)NMR及びカーボン(13C)NMRのピークについて、以下に示す。
H−NMR(CDCl,δppm);0.850(12H,t/J=6.9Hz), 1.100−1.450(m,116H), 1.680−1.830(m,8H), 2.896(4H,t/J=7.5Hz), 3.985(4H,t/J=7.5Hz), 7.135−7.148(m,2H), 7.2407−7.264(m,2H), 13.379(brs,2H)
13C−NMR(CDCl,δppm);14.085, 22.663, 24.525, 26.388, 27.303, 28.998, 29.349, 29.425, 29.516, 29.608, 29.700, 30.112, 31.898, 47.634, 119.126, 120.881, 147.012
これらのスペクトルから、生成物が1,3−ビス(1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾリウム)ヘキサフルオロプロパンジスルホネートであることが同定された。
なお、1,3−ビス(1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾリウム)ヘキサフルオロプロパンジスルホネートにおける共役塩基の元となる酸〔1,3−ジスルホン酸パーフルオロプロパン〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
(実施例2A)
<1,3−ビス[6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム]ヘキサフルオロプロパンジスルホネートの合成>
1,3−ビス[6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム]ヘキサフルオロプロパンジスルホネートの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンは、Murayamaらの方法で合成した(非特許文献N.Matsumura,H.Nishiguchi,M.Okada,and S.Yoneda,J.Heterocyclic Chem. pp.885−887, Vol. 23, Issue 3 (1986))。つまり、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)をテトラヒドロフランに溶解させ、0℃に冷却したところにブチルリチウムを滴下しながら加え、0℃で1時間攪拌した。この溶液にDBUと当モルのオクタデシルブロミドのTHF溶液を滴下した。反応終了後反応溶液を希塩酸で酸性にしてジエチルエーテルで抽出し、水溶液は水酸化ナトリウムでアルカリ性にした後にジエチルエーテルで抽出した。ジエチルエーテル層は水で洗浄した後に無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を除去した。その後にシリカゲルカラムクロマトにより精製を行い6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンを得た。収率75%。
6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン3.73gをエタノールに溶解させ、1,3−ジスルホン酸パーフルオロプロパンの78.7%水溶液1.83gをエタノールで希釈した溶液を加え、常温で1時間反応後1時間加熱還流させた。冷却後溶媒を除去し、ジクロルメタンに溶解させ、水で十分に洗浄後無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を除去して、4.85gの1,3−ビス[6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム]ヘキサフルオロプロパンジスルホネートを得た。収率87%。
生成物のFTIR吸収とその帰属を以下に示す。
1132cm−1にSOの対称伸縮振動、1244cm−1にCFの対称伸縮振動、1468cm−1にCHの変角振動、1574cm−1にC=Nの伸縮振動、2850cm−1にCHの対称伸縮振動、2918cm−1にCHの逆対称伸縮振動、3288cm−1及び3134cm−1にNHの伸縮振動が見られた。
また、重メタノール中でのプロトン(H)NMR及びカーボン(13C)NMRのピークについて、以下に示す。
H−NMR(重メタノール,δppm);0.894(6H,t/J=7.0Hz), 1.228−1.400(m,64H), 1.499−1.615(m,4H), 1.645−1.900(m,12H), 1.948−2.098(m,4H), 2.818(m,4H,J=8.0Hz), 3.362(4H,t/J=5.7Hz), 3.510−3.600(m,8H)
13C−NMR(重メタノール,δppm);14.468, 20.351, 23.740, 26.950, 27.067, 28.425, 30.059, 30.486, 30.562, 30.608, 30.715, 30.791, 33.081, 39.567, 44.253, 50.450, 54.617, 169.105
これらのスペクトルから、生成物が1,3−ビス[6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム]ヘキサフルオロプロパンジスルホネートであることが同定された。
なお、1,3−ビス[6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム]ヘキサフルオロプロパンジスルホネートにおける共役塩基の元となる酸〔1,3−ジスルホン酸パーフルオロプロパン〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
(比較例1A)
<6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートの合成>
6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートの合成は、以下のスキームにしたがって行った。
実施例2Aと同様に合成した6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン3.13gをエタノールに溶解させ、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸3.87gをエタノールで希釈した溶液を加え、常温で1時間反応後1時間加熱還流させた。冷却後溶媒を除去し、ジクロルメタンに溶解させ、水で十分に洗浄後無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を除去して、6.15gの6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートを得た。収率88%。
生成物のFTIR吸収とその帰属を以下に示す。
1252cm−1付近にCFの対称伸縮振動、1467cm−1にCHの変角振動、1643cm−1にC=Nの伸縮振動、2851cm−1にCHの対称伸縮振動、2920cm−1にCHの逆対称伸縮振動、3178cm−1−3410cm−1にNHの伸縮振動が見られた。
また、重クロロホルム中でのプロトン(H)NMR及びカーボン(13C)NMRのピークについて、以下に示す。
H−NMR(CDCl,δppm);0.843(6H,t/J=7.0Hz), 1.205−1.287(m,32H), 1.544−1.800(m,8H), 1.975−2.033(m,2H), 2.792−2.816(m,1H), 3.440−3.559(m,6H), 8.713(brs,1H)
13C−NMR(CDCl,δppm);14.024, 19.336, 22.633, 25.121, 26.311, 27.181, 28.311, 29.028, 29.303, 29.425, 29.532, 29.608, 29.654, 31.882, 38.491, 43.375, 49.725, 53.785, 168.029
これらのスペクトルから、生成物が6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートであることが同定された。
なお、6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートにおける共役塩基の元となる酸〔ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸〕のアセトニトリル中でのpKaは、0.7である。
(実施例1B)
<熱安定性測定結果>
実施例1Aで合成した1,3−ビス(1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾリウム)ヘキサフルオロプロパンジスルホネートの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ347.7℃、368.3℃、387.9℃であり、発熱分解温度は400.5℃であった。比較例として示した一般的に磁気記録媒体用途の潤滑剤として知られている市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例2B)と比較すると150℃以上、またZ−TETRAOL(比較例3B)と比較しても100℃以上高いことが分かる。
(実施例2B)
<熱安定性測定結果>
実施例2Aで合成した1,3−ビス[6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム]ヘキサフルオロプロパンジスルホネートの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ362.0℃、383.1℃、407.1℃であり、発熱分解温度は421.5℃であった。モノアニオンである比較例1Aの6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートと比較して5%、10%、20%重量減少温度及び発熱分解温度はいずれも高かった。これは、ジアニオンとした効果と考えられる。
また、市販品のパーフルオロポリエーテルZ−DOL(比較例2B)やZ−TETRAOL(比較例3B)と比較しても、熱安定性が大きく改善されていることが分かる。
(比較例1B)
<熱安定性測定結果>
比較例1Aで合成した、モノアニオンのイオン液体である6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートについての5%、10%、及び20%重量減少温度、並びに発熱分解温度は、それぞれ361.9℃、382.7℃、403.5℃、及び417.2℃であった。イオン液体であるために熱安定性は市販品のパーフルオロポリエーテルよりもかなり高くなっている。
(比較例2B)
<熱安定性測定結果>
市販品で磁気記録媒体用潤滑剤として一般的に使用されている、末端に水酸基をもつ分子量約2000のパーフルオロポリエーテル(Z−DOL)を、比較例2Bの潤滑剤として用いた。Z−DOLの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ165.0℃、197.0℃、226.0℃であり、重量減少は蒸発に起因している。
(比較例3B)
<熱安定性測定結果>
市販品で磁気記録媒体用潤滑剤として一般的に使用されている、末端に水酸基を複数個持つ分子量約2000のパーフルオロポリエーテル(Z−TETRAOL)を、比較例3Bの潤滑剤として用いた。Z−TETRAOLの5%、10%、20%重量減少温度は、それぞれ240.0℃、261.0℃、282.0℃であり、Z−DOL同様に重量減少は蒸発に起因している。
実施例1B〜2B、及び比較例1B〜3Bの結果を、表2にまとめた。
このようにイオン液体系の潤滑剤は、比較例2B及び3Bの市販品のパーフルオロポリエーテルと比較して熱安定性に優れていることが分かる。
また、6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウムをカチオン部分に持つジアニオンのイオン液体では、実施例2Bと比較例1Bとの比較から、熱安定性が向上していることが分かる。これによりジアニオンにすることの効果が現れている。
(実施例1C)
<ディスク耐久性試験1>
図4に示すピンオンディスク試験機を用いて、実施例1Aのイオン液体を含有する潤滑剤について摩擦試験を行った。結果を図5に示した。
(実施例2C)
<ディスク耐久性試験1>
実施例1Cと同様にして、実施例2Aのイオン液体を含有する潤滑剤について摩擦試験を行った。結果を図5に示した。
(比較例1C)
<ディスク耐久性試験1>
実施例1Cと同様にして、比較例1Aのイオン液体を含有する潤滑剤について摩擦試験を行った。結果を図5に示した。
(比較例2C)
<ディスク耐久性試験1>
実施例1Cと同様にして、市販潤滑剤であるZ−DOLについて、摩擦試験を行った。結果を図5に示した。
比較例2Cに示すように、ピンオンディスク試験では市販潤滑剤であるZ−DOLの摩擦係数は安定して低かった。また、比較例1Cもイオン液体系潤滑剤であるために摩擦係数も安定して低い。
しかし、実施例1Cに示すように、ジアニオンの潤滑剤である1,3−ビス(1−オクタデシル−2−ヘプタデシルイミダゾリウム)ヘキサフルオロプロパンジスルホネートの摩擦係数は安定していて、実施した中では最も低く、比較例2Cに示す市販品のZ−DOLよりも100回の往復摺動の中では低かった。
また、実施例2Cに示すように、1,3−ビス[6−オクタデシル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセニウム]ヘキサフルオロプロパンジスルホネートもまた比較例2Cに示す市販品のZ−DOLよりも100回の往復摺動の中では低かった。また比較例1Cに示したモノアニオンのそれと比較すると摩擦係数は低く、ジアニオンとする効果が現れた。
このように摩擦係数が低いイオン系潤滑剤においても、ジアニオンとすることにより更にその摩擦係数を下げることができ、市販品のそれよりも低くすることができた。
100回後の摩擦係数を表3にまとめる。
(実施例1D)
<ディスク耐久性試験2>
実施例1Aのイオン液体を含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気ディスクを作製した。表4に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超え、300℃及び350℃加熱試験後のCSS測定も50,000回を超え、優れた耐久性を示した。
(実施例2D)
<ディスク耐久性試験2>
実施例2Aのイオン液体を含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気ディスクを作製した。表4に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超え、300℃及び350℃加熱試験後のCSS測定も50,000回を超え、優れた耐久性を示した。
(比較例1D)
<ディスク耐久性試験2>
比較例1Aのイオン液体を含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気ディスクを作製した。表4に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超え、300℃加熱試験後のCSS測定も50,000回を超え優れた耐久性を示したが、350℃加熱後に耐久性に劣化が見られた。
(比較例2D)
<ディスク耐久性試験2>
Z−DOLを含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気ディスクを作製した。表4に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超えたものの、300℃加熱試験後のCSS測定は12,000回であり、350℃加熱試験により耐久性が大きく悪化した。
(比較例3D)
<ディスク耐久性試験2>
Z−TETRAOLを含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気ディスクを作製した。表4に示すように、磁気ディスクのCSS測定は、50,000回を超えたものの、300℃加熱試験後のCSS測定は36,000回であり、350℃加熱試験により耐久性が大きく悪化した。
実施例1D〜2D、及び比較例1D〜3Dの結果を、表4にまとめた。
次に、実施例1A〜2Aの新規ジアニオン系イオン液体の潤滑剤、比較例1Aのモノアニオン系イオン液体の潤滑剤及び市販品のZ−DOL、Z−TETRAOLを磁気テープに適用した例を示す。
(実施例1E〜実施例2E、比較例1E〜比較例3E)
実施例1A〜2Aのイオン液体、比較例1Aのイオン液体、Z−DOL、及びZ−TETRAOLをそれぞれ含有する潤滑剤を用いて、前述の磁気テープを作製した。そして、以下の測定を行った。結果を表5に示す。
・100回のシャトル走行後の磁気テープの摩擦係数
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
・スチル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度30%環境下
・シャトル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
・加熱試験後の100回のシャトル走行後の磁気テープの摩擦係数
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
・加熱試験後のスチル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度30%環境下
・加熱試験後のシャトル耐久試験
温度−5℃の環境下、又は温度40℃、相対湿度90%環境下
実施例1E〜2E、及び比較例1E〜3Eの結果を表5にまとめる。
表中、スチル耐久性の「>60」は、60分超であることを表す。
表中、シャトル耐久性の「>200」は、200回超であることを表す。
以下のことが確認できた。
実施例1A及び2Aのイオン液体を含有する潤滑剤を塗布した磁気テープは、優れた摩擦特性、スチル耐久性、及びシャトル耐久性を有することが分かった。
比較例1Aのイオン液体を含有する潤滑剤を塗布した磁気テープは、優れた摩擦特性、スチル耐久性、及びシャトル耐久性を有することが分かった。この比較例1Aの潤滑剤は優れた磁気テープ耐久性を示した。
Z−DOLを塗布した磁気テープは、スチル耐久性、及びシャトル耐久性の劣化が大きいことが分かった。
Z−TETRAOLを塗布した磁気テープは、スチル耐久性、及びシャトル耐久性の劣化が大きいことが分かった。
表2、3、4及び5から、共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有し、前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下のイオン液体の潤滑剤を用いることにより、優れた耐熱性及びピンオンディスク耐性、並びに磁気テープ及び磁気ディスクにおける優れた耐久性を得られることが分かった。
以上の説明からも明らかなように、共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有し、前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下のイオン液体の潤滑剤は、分解温度及び5%、10%、20%重量減少温度が高く熱安定性に優れる。分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基を用いることによりモノアニオンと比較して耐熱性や摩擦耐久性、特に加熱後の耐久性に優れていることが分かった。また高温条件下においても従来のパーフルオロポリエーテルと比較しても優れた潤滑性を保つことができ、また、長期に亘って潤滑性を保つことができる。したがって、このイオン液体を含有する潤滑剤を用いた磁気記録媒体は、非常に優れた走行性、耐摩耗性、及び耐久性を得ることができる。
11 基板
12 下地層
13 磁性層
14 カーボン保護層
15 潤滑剤層
21 基板
22 磁性層
23 カーボン保護層
24 潤滑剤層
25 バックコート層

Claims (9)

  1. 共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有するイオン液体を含有し、
    前記共役酸が、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有し、
    前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であ
    前記イオン液体が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする潤滑剤。
    ただし、前記一般式(1)中、B は、共役酸を表す。nは、1以上15以下である。
  2. 前記イオン液体が、下記一般式(2)又は一般式(3)で表される請求項1に記載の潤滑剤。
    ただし、前記一般式(2)中、R 及びR は、水素原子であるか、又はR 及びR は、それらが結合されている炭素原子と一緒になってベンゼン環を形成し、R は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。nは、1以上15以下である。なお、2つのR 、2つのR 、2つのR 、及び2つのR は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
    ただし、前記一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、ビシクロ環に結合している炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。nは、1以上15以下である。
  3. 前記共役酸が、下記一般式(A−1)又は一般式(A−2)で表される請求項1から2のいずれかに記載の潤滑剤。
    ただし、前記一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、R は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
  4. 前記共役酸が、下記一般式(B−1)で表される請求項1から2のいずれかに記載の潤滑剤。
    ただし、前記一般式(B−1)中、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
  5. 非磁性支持体と、前記非磁性支持体上に磁性層と、前記磁性層上に請求項1から4のいずれかに記載の潤滑剤とを有することを特徴とする磁気記録媒体。
  6. 共役酸と、分子中に2個以上のアニオンを持つ共役塩基とを有し、
    前記共役酸が、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を有し、
    前記共役塩基の元となる酸のアセトニトリル中でのpKaが、10以下であり、
    下記一般式(1)で表されることを特徴とするイオン液体。
    ただし、前記一般式(1)中、B は、共役酸を表す。nは、1以上15以下である。
  7. 下記一般式(2)又は一般式(3)で表される請求項6に記載のイオン液体。
    ただし、前記一般式(2)中、R 及びR は、水素原子であるか、又はR 及びR は、それらが結合されている炭素原子と一緒になってベンゼン環を形成し、R は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。nは、1以上15以下である。なお、2つのR 、2つのR 、2つのR 、及び2つのR は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
    ただし、前記一般式(3)中、Rは、それぞれ独立して、ビシクロ環に結合している炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。nは、1以上15以下である。
  8. 前記共役酸が、下記一般式(A−1)又は一般式(A−2)で表される請求項6から7のいずれかに記載のイオン液体。
    ただし、前記一般式(A−1)及び一般式(A−2)中、R は、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表し、R は、水素原子、及び炭化水素基のいずれかを表す。
  9. 前記共役酸が、下記一般式(B−1)で表される請求項6から7のいずれかに記載のイオン液体。
    ただし、前記一般式(B−1)中、Rは、炭素数が6以上の直鎖状の炭化水素基を含む基を表す。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6702816B2 (ja) * 2016-07-05 2020-06-03 デクセリアルズ株式会社 イオン液体、潤滑剤及び磁気記録媒体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1931760A4 (en) * 2005-10-07 2010-10-20 Univ Alabama LIQUID, IONIC, MULTIFUNCTIONAL COMPOSITIONS FOR CONVICTING POLYMORPHISM AND PROVIDING BETTER PROPERTIES TO ACTIVE PHARMACEUTICAL, BIOLOGICAL, NUTRITIONAL AND ENERGY INGREDIENTS
EP2114969B1 (en) * 2007-01-31 2016-06-29 Sigma Aldrich Co. LLC High stability polyionic liquid salts
JP2009286858A (ja) * 2008-05-28 2009-12-10 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 合成潤滑油
JP6195707B2 (ja) * 2011-11-24 2017-09-13 日東電工株式会社 粘着剤組成物、粘着剤層、粘着剤層付偏光フィルムおよび画像形成装置
JP6283515B2 (ja) * 2012-12-28 2018-02-21 デクセリアルズ株式会社 イオン液体、潤滑剤及び磁気記録媒体
JP6042781B2 (ja) * 2013-08-21 2016-12-14 デクセリアルズ株式会社 潤滑剤及び磁気記録媒体
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