JPH073689B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH073689B2
JPH073689B2 JP26931887A JP26931887A JPH073689B2 JP H073689 B2 JPH073689 B2 JP H073689B2 JP 26931887 A JP26931887 A JP 26931887A JP 26931887 A JP26931887 A JP 26931887A JP H073689 B2 JPH073689 B2 JP H073689B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気記録媒体に係わり、特に耐久性に優れた磁
気記録媒体に関する。
〔従来の技術〕
磁気デイスクは、大容量の情報記憶再生装置用に多くの
分野に適用されている。デジタル信号記録装置としての
フロツピーデイスク及びハードデイスクなどである。こ
れら磁気デイスクは、いずれも記録容量の増大が期待さ
れていると同時に、長時間の動作に耐え得る信頼性が要
求されている。
磁気デイスクはヘツドとの摺動という動作を行いながら
情報の書き込み、読み出しが行われている。特殊な場合
に磁気デイスクとヘツドは摺動せず、一定の非常に狭い
間隔を保ちながら情報の書き込み、読み出しが行われる
様に工夫されている装置もある。この場合にも一定の確
立でヘツドと磁気デイスクの接触摺動が行われているこ
とは認められている。
記憶容量の増大は、ヘツドとデイスク間の間隔が狭くな
り接触摺動する確率が高くなる等、必然的に摺動条件を
苛酷にする方向にあり、耐久性の向上は不可欠の要素で
ある。現状では十分な耐久性のある磁気デイスクは得ら
れていない。
現在、耐久性を向上させるために行われている技術は、
潤滑剤の助けを借りて摺動時の摩擦、摩耗を低減させる
手法である。
旧来から行われている方法は、磁気デイスクの磁気記録
媒体層中にオレイン酸、ステアリン酸等の長鎖脂肪酸誘
導体からなる潤滑剤を含浸させる方法がとられている。
当該方法は、磁性粉をバインダーに混合し塗布するタイ
プの磁気記録媒体において多く用いられているが、厳し
い摺動条件では潤滑効果は余り期待出来ず、そのため長
時間の潤滑性を期待することは難しい。
改良された方法としては、潤滑性のより優れたフツ素系
潤滑際〔デユポン社:クライトックス143,モンテフルオ
ス(Montefluos)社:ホンブリン Y〕を磁気デイスク
表面に塗布する方法(米国特許第3490946号、同第37783
08号)がある。ところが、磁気記録媒体表面に塗布した
りする方法では、初期には非常に有効であるが長期間使
用すると、デイスクは高速回転で運転されているため、
潤滑剤はデイスク表面から次第に脱落し、潤滑効果が減
少してしまうという欠点がある。
一方、潤滑剤の早期脱落防止に着目して、磁気記録媒体
表面への吸着性を高めたフツ素系界面活性剤の塗布とい
う手法が提案されている(特開昭59-116931号、同58-41
431号、同58-29147号、同57-154619号、同57-44226
号)。ここで言うフツ素系界面活性剤は特開昭58-29147
号公報で述べられている下記一般式で表される化合物で
ある: CnF2n+1-X 〔式中、n=4〜13、Xは極性基で‐SO2Me(MeはK又
はNa)、‐SO2F、‐COONH4、‐COOH、‐SO3H、‐OH〕 一方、潤滑剤の早期脱落防止に着目して、磁気記録媒体
表面へフツ素系潤滑剤を固定する手法として米国特許第
4120995号明細書、特開昭54-36171号、同59-203239号、
同60-38730号、同59-172159号、同61-39919号各公報で
提案されている。これは下記一般式で表される化合物で
ある: CnF2n+1-SiX3 (式中、n=4〜13、Xはハロゲン、ニトリル及びアル
コキシグループ) 又は、特開昭60-109028号、同60-101717号、同60-24602
0号各公報で提案されているリン酸系がある。これは下
記一般式で表される化合物: Rf-P(O)‐(OR)m (式中、Rfはパーフルオロアルキル基、RはCzH2z+1
mは0〜2、zは0〜3) であり、デイスク表面の金属膜、あるいは酸化膜表面に
反応して固着するタイプの潤滑剤である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記一般式で表されるフツ素系表面活性剤を磁気デイス
クの磁気記録媒体表面に塗布する方法では、フツ素系界
面活性剤は強固に表面に固定されないため、摺動時に摺
動面より飛散してしまい、磁気デイスクの耐久性は充分
に向上されず記憶装置の耐久性も向上されない。米国特
許第4120995号明細書、特開昭54-36171号、同59-203239
号、同60-38730号、同59-172159号、同61-39919号各公
報に記載の方法は潤滑剤を磁気記録媒体表面に化学反応
で固定してしまうため、摺動面から脱離しにくく、かな
りの耐久性の向上が期待されるが、反応が困難な上、均
質な反応膜が得にくい欠点があり、実際の製造ラインで
は適用が非常に困難である。また、フツ素鎖の鎖長が小
さすぎて潤滑効果があまり良好でなく、磁気記録媒体の
耐久性は充分に向上しない。
このように従来のフツ素系界面活性剤及びフツ素系潤滑
剤では磁気デイスクの耐久性はあまり向上せず、また、
潤滑剤を化学的に表面に結合させる方法は実用性に乏し
い。
本発明の目的は、これら従来技術の問題点を解決した磁
気記録媒体を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明を概説すれば、本発明は磁気記録媒体に関する発
明であつて、非磁性基材の表面に磁性体を含む薄膜が形
成されてなる磁気記録媒体において、該薄膜表面がフエ
ノール類でマスクされた、下記一般式: Rf-R-(R′)m-(NCO)n 又は [Rf]‐[‐R-(R′)m-(NCO)n] (式中、Rfはパーフルオロポリオキシアルキル基、Rは
−CONH−、−OCONH−、又は−CH2OCONH−基、R′は2
価又は3価の飽和脂肪族炭化水素基若しくは芳香族系炭
化水素基、mは0以上の整数、nは1又は2の数を示
す)で表されるイソシアネート基を含有する含フッ素化
合物と、多官能エポキシ化合物で被覆してなることを特
徴とする。
本発明は、前記目的を達成するために、磁気記録媒体と
ヘツドの摺動耐久性向上に有効な成分を長期にわたつて
磁気記録媒体内に保持し得る方法を検討した結果、到達
したものである。
磁気記録媒体の摺動耐久性を高めるには摩擦係数を小さ
く、摩耗速度を小さくし得る潤滑剤を表面に介在させる
必要があり、従来技術で提案されてきた反応型のフツ素
系潤滑剤は、その有効な手段と考えられてきた。しか
し、摺動耐久性が不十分であることと、固定方法が非常
に難しいことから、本発明では、末端にブロツク化した
イソシアネート基を持つ長鎖のパーフルオロポリオキシ
アルキル基をエポキシ系塗料に混合して成膜し、加熱硬
化するだけで潤滑剤として効果のある長鎖のパーフルオ
ロポリオキシアルキル基を塗膜表面に固定する方法を考
えたものである。
本発明で言うパーフルオロポリオキシアルキル基の例と
しては、下記一般式: F〔CF(CF3)‐CF2-O-〕x-CF(CF3)‐ 又は {F〔CF(CF3)‐CF2-O-〕x-(CF2O)y ‐(CF2)z-}‐ 又は ‐[(C2F4O)y-(CF2O)z-CF2]‐ (式中、x、y、zは1以上の整数を示し、yは10〜2
5、zは10〜56であるのが好ましい)で示されるものを
挙げることができる。
また、本発明で言うイソシアネート基を含有する含フツ
素化合物には、下記一般式: Rf-R-(R′)m-(NCO)n 又は 〔Rf〕‐〔‐R-(R′)m-(NCO)n〕 (式中、Rfはパーフルオロポリオキシアルキル基、Rは
‐CONH-、‐OCONH-、又は‐CH2OCONH-基、R′は2価又
は3価の飽和脂肪族炭化水素基若しくは芳香族系炭化水
素基、mは0以上の整数、nは1又は2の数を示す)で
表される化合物がある。
含フツ素化合物の具体的な例は、 Rf-CONH-CH2-C(CH32-CH2-CH(CH3) ‐CH2-CH2-NCO {Rf}‐{CONHCH2-C(CH32-CH2-CH(CH3) ‐CH2-CH2-NCO} Rf-CH2OCONH-CH2C(CH3 ‐CH2CH(CH3)‐CH2CH2-NCO (式中、Rfは上記と同義)であり、これらのイソシアネ
ート基はフエノール又はクレゾール等のフエノール類で
マスクされ、加熱して始めて反応する。
上記のイソシアネート基をマスクしている含フツ素化合
物と多官能エポキシ化合物と硬化剤好ましくはフエノー
ル樹脂からなる塗料を作成し、塗膜を作成すると、含フ
ツ素化合物は塗膜表面に選択的に露出配向する。これを
加熱すると、イソシアネート基はマスクが外れてエポキ
シと反応しオキサゾリドン環を介してエポキシ化合物と
結合する。
又は、それ自体で二量体、三量体環を作り、高分子量化
して固化する。更に、二官能のイソシアネートの場合で
は、ポリイソシアネート環となり該化合物間で硬化反応
が進行する。一方過剰に存在する多官能エポキシ化合物
はフエノール樹脂と反応し塗膜は同時に硬化反応が進行
する。この状態で塗膜表面は潤滑剤であるパーフルオロ
ポリオキシアルキル基で覆われるため優れた潤滑効果が
充分にかつ長時間持続して発揮され、塗膜の耐久性は充
分に向上される。
本発明で用いる多官能エポキシ系樹脂及び、フエノール
系樹脂は、特に限定されたものでなく、例えはエポキシ
系樹脂としては、ビスフエノールAのジグリシジルエー
テル、ブタジエンジエポキシド、3,4-エポキシシクロヘ
キシルメチル‐(3,4-エポキシ)シクロヘキサンカルボ
キシレート、ビニルシクロヘキセンジオキシド、N,N-m-
フエニレンビス(4,5-エポキシ‐1,2-シクロヘキサンジ
カルボキシイミド)等の2官能エポキシ化合物、N,N-ビ
スグリシジル‐p-アミノフエノールのグリシジルエーテ
ル、ポリアリルグリシジルエーテル、1,3,5-トリ(1,2-
エポキシエチル)ベンゼン、フエノールノボラツクのポ
リグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンのトリ
グリシジルエーテル等の3官能以上のエポキシ化合物の
硬化物が用いられる。フエノール系樹脂としては、例え
ば、レゾール型、ノボラツク型あるいはコスモ石油
(株)の製品の「レジン M」などのp-ビニルフエノー
ル重合型の樹脂が挙げられる。
〔実施例〕
以下、実施例で本発明の効果を詳しく述べるが、本発明
はこれら実施例に限定されない。
実施例1 200mlの脱水管を取付けた還流器付三口フラスコに、無
水硫酸マグネシウムで充分に脱水した下式クライトツク
ス157FS(デユポン社製品)2.2g(0.01モル) と、無水硫酸マグネシウムで充分に脱水したトリクロロ
トリフルオロエタン100gを封入し、かくはんしておく。
一方、無水硫酸マグネシウムで充分に脱水したベンゼン
にジフエニルメタンジイソシアネート〔住友化学工業
(株):スミネートM〕2.5g(0.01モル)を溶解し、更
にフエノールを0.95g(0.01モル)添加し溶液〔I〕を
作成する。この溶液〔I〕を還流器付三口フラスコに、
ゆつくりと滴下し、60℃で30分間反応させ、溶液〔II〕
を作成する。
一方、2000mlの脱水管を取付けた還流器付三口フラスコ
中で、無水硫酸マグネシウムで脱水したシクロヘキサノ
ン800g、メチルエチルケトン200g及びデユポン社製 4
官能エポキシ樹脂(商品名:XD9053)4.0g(エポキシ当
量0.02モル)よりなる溶液を作成後、溶液〔II〕を4g添
加し150℃で1時間反応させた。その後コスモ石油
(株)製品のp-ビニルフエノール重合体(商品名:レジ
ンM)2.4g(0.02モル)と硬化促進剤として北興化学
(株)のオニウム化合物系のトリエチルアンモニウムカ
リボール塩(商品名:TEA-K)0.02gを添加し、溶液〔II
I〕を作成する。
次に、5インチのアルミ合金デイスク表面に下地処理で
あるNi-Pのメツキ膜を成膜後、Cr、Co-Ni、カーボンの
順にそれぞれ50nmのスパツタ膜を作成する。このデイス
ク上に溶液〔III〕を乾燥膜厚で30nmに成るように塗布
し、N2ガス雰囲気中230℃‐1時間熱硬化し磁気デイス
クを完成させた。
こうして得られた磁気デイスクの耐久性を球面摺動試験
機で評価した。すなわちサフアイヤ球面(R30)摺動子
に荷重10gを加え、周速10m/s、雰囲気温度25℃、の条件
でデイスクを回転させ、磁性膜が破損するまでの総回転
数で評価した。
その結果、後記表1に示す様に、本発明の磁気デイスク
は塗布型潤滑剤を用いた比較例と比べ磁性塗膜が破損す
るまでの総回転数は大きく、優れていた。
実施例2 200mlの脱水管を取付けた還流器付三口フラスコに、無
水硫酸マグネシウムで充分に脱水した下式クライトツク
ス157FS(デユポン社製品)2.2g(0.01モル) と、無水硫酸マグネシウムで充分に脱水したトリクロロ
トリフルオロエタン100gを封入し、かくはんしておく。
一方、無水硫酸マグネシウムで充分に脱水したベンゼン
に1,6-ジイソシアネート‐ヘキサン〔住友バイエルウレ
タン(株):スミジユール44V〕5.1g(0.01モル)を溶
解し、更にフエノールを0.95g(0.01モル)添加し溶液
〔IV〕を作成する。この溶液〔IV〕を還流器付三口フラ
スコに、ゆつくりと滴下し、60℃で30分間反応させ、溶
液〔V〕を作成する。
一方、2000mlの脱水管を取付けた還流器付三口フラスコ
に、無水硫酸マグネシウムで脱水したシクロヘキサノン
800g、メチルエチルケトン200g及びデユポン社製 4官
能エポキシ樹脂(商品名:XD9053)4.0g(エポキシ当量
0.02モル)よりなる溶液を作成後、溶液〔V〕を4g添加
し150℃で1時間反応させた。その後コスモ石油(株)
製品のp-ビニルフエノール重合体(商品名:レジンM)
2.4g(0.02モル)と硬化促進剤として北興化学(株)の
オニウム化合物系のトリエチルアンモニウムカリボール
塩(商品名:TEA-K)0.02gを添加し、溶液〔VI〕を作成
する。
次に、5インチのアルミ合金デイスク表面に下地処理で
あるNi-Pのメツキ膜を成膜後、Cr、Co-Ni、カーボンの
順にそれぞれ50nmのスパツタ膜を作成する。このデイス
ク上に溶液〔VI〕を乾燥膜厚で30nmに成るように塗布
し、N2ガス雰囲気中230℃‐1時間熱硬化し磁気デイス
クを完成させた。
こうして得られた磁気デイスクの耐久性を実施例1に示
した球面摺動試験機で評価した。
その結果、表1に示す様に、本発明の磁気デイスクは塗
布型潤滑剤を用いた比較例と比べ磁性塗膜が破損するま
での総回転数は大きく、優れていた。
実施例3 200mlの脱水管を取付けた還流器付三口フラスコに、無
水硫酸マグネシウムで充分に脱水した下式ホンブリン
Z-DIAC(モンテフルオル社製品)2.2g(0.01モル) HOOC-{(C2F4O)x-(CF2O)y-CF2}‐COOH (式中xは平均10、yは平均14) と、無水硫酸マグネシウムで充分に脱水したトリクロロ
トリフルオロエタン100gを封入し、かくはんしておく。
一方、無水硫酸マグネシウムで充分に脱水したベンゼン
にジフエニルメタンジイソシアネート〔住友化学工業
(株):スミネートM〕5g(0.02モル)を溶解し、更に
フエノールを1.9g(0.02モル)添加し溶液〔VII〕を作
成する。この溶液〔VII〕を還流器付三口フラスコに、
ゆつくりと滴下し、60℃で30分間反応させ、溶液〔VII
I〕を作成する。
一方、2000mlの脱水管を取付けた還流器付三口フラスコ
に、無水硫酸マグネシウムで脱水したシクロヘキサノン
800g、メチルエチルケトン200g及びデユポン社製 4官
能エポキシ樹脂(商品名:XD9053)8.0g(エポキシ当量
0.04モル)よりなる溶液を作成後、溶液〔VIII〕を4g添
加し150℃で1時間反応させた。その後コスモ石油
(株)製品のp-ビニルフエノール重合体(商品名:レジ
ンM)4.8g(0.04モル)と硬化促進剤として北興化学
(株)のオニウム化合物系のトリエチルアンモニウムカ
リボール塩(商品名:TEA-K)0.04gを添加し、溶液〔I
X〕を作成する。
次に、5インチのアルミ合金デイスク表面に下地処理で
あるNi-Pのメツキ膜を成膜後、Cr、Co-Ni、カーボンの
順にそれぞれ50nmのスパツタ膜を作成する。このデイス
ク上に溶液〔IX〕を乾燥膜厚で30nmに成るように塗布
し、N2ガス雰囲気中230-1時間熱硬化し磁気デイスクを
完成させた。
こうして得られた磁気デイスクの耐久性を球面摺動試験
機で評価した。すなわちサフアイヤ球面(R30)摺動子
に荷重10gを加え、周速10m/s、雰囲気温度25℃、の条件
でデイスクを回転させ、磁性膜が破損するまでの総回転
数で評価した。
その結果、表1に示す様に、本発明の磁気デイスクは塗
布型潤滑剤を用いた比較例と比べ磁性塗膜が破損するま
での総回転数は大きく、優れていた。
実施例4 脱気、脱水した500mlの三口フラスコに1規定のLiAlH4
溶液(ジメチルエーテル溶液)を25ml(0.025モル)封
入する。一方、クライトツクス157FS(L)50g(0.02モ
ル)をトリクロロトリフルオロエタン200gとジメチルエ
ーテル50gの混合溶媒に分散させ、三口フラスコに滴下
した。三口フラスコを室温でかくはんし5時間反応させ
た後、希塩酸で反応物を洗浄する。この時得られた下式
のクライトツクス157FSの変成品2.5g(0.01モル) を充分に脱水後還流器付きの反応容器に入れる。反応容
器内は乾燥した窒素ガスで置換後、NaH(60%溶液)を
0.5g(0.012モル)、及び脱水したトリフルオロトリク
ロロエタン20mlを反応容器に入れ充分にかくはんする。
一方、無水硫酸マグネシウムで充分に脱水したベンゼン
にジフエニルメタンジイソシアネート〔住友化学工業
(株):スミネートM〕2.5g(0.01モル)を溶解し、更
にフエノールを0.95g(0.01モル)添加し溶液〔X〕を
作成する。この溶液〔X〕を反応容器に、ゆつくり滴下
し、60℃で30分間反応、溶液〔XI〕を作成する。
一方、2000mlの脱水管を取付けた還流器付三口フラスコ
に、無水硫酸マグネシウムで脱水したシクロヘキサノン
800g、メチルエチルケトン200g及びデユポン社製 4官
能エポキシ樹脂(商品名:XD9053)4.0g(エポキシ当量
0.02モル)よりなる溶液を作成後、溶液〔XI〕を4g添加
し150℃で1時間反応させた。その後コスモ石油(株)
製品のp-ビニルフエノール重合体(商品名:レジンM)
2.4g(0.02モル)と硬化促進剤として北興化学(株)の
オニウム化合物系のトリエチルアンモニウムカリボール
塩(商品名:TEA-K)0.02gを添加し、溶液〔XII〕を作成
する。
次に、5インチのアルミ合金デイスク表面に下地処理で
あるNi-Pのメツキ膜を成膜後、Cr、Co-Ni、カーボンの
順にそれぞれ50nmのスパツタ膜を作成する。このデイス
ク上に溶液〔XII〕を乾燥膜厚で30nmに成るように塗布
し、N2ガス雰囲気中、230℃‐1時間熱硬化し磁気デイ
スクを完成させた。
こうして得られた磁気デイスクの耐久性を球面摺動試験
機で評価した。すなわちサフアイヤ球面(R30)摺動子
に荷重10gを加え、周速10m/s、雰囲気温度25℃、の条件
でデイスクを回転させ、磁性膜が破損するまでの総回転
数で評価した。
その結果、表1に示す様に、本発明の磁気デイスクは塗
布型潤滑剤を用いた比較例と比へ磁性塗膜が破損するま
での総回転数は大きく、優れていた。
比較例1 5インチのアルミ合金デイスク表面に下地処理であるNi
-Pのメツキ膜を成膜後、Cr、Co-Ni、カーボンの順にそ
れぞれ50nmのスパツタ膜を作成する。このデイスク上に
フツ素系の塗布型潤滑剤である米国特許第3490946号明
細書記載のクライトツクス143ACを5nmの厚さに成膜した
磁気デイスクを完成させた。
こうして得られた磁気デイスクの耐久性を実施例1で示
した球面摺動試験機で評価した。その結果を表1に示
す。
〔発明の効果〕 本実施例で明らかな様に、本発明の磁気記録媒体は従来
の塗布型潤滑剤を用いた場合に比べ、摺動耐久性が非常
に優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松崎 茂樹 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 奈良原 俊和 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性基材の表面に磁性体を含む薄膜が形
    成されてなる磁気記録媒体において、該薄膜表面がフエ
    ノール類でマスクされた、下記一般式: Rf-R-(R′)m-(NCO)n 又は [Rf]‐[‐R-(R′)m-(NCO)n] (式中、Rfはパーフルオロポリオキシアルキル基、Rは
    −CONH−、−OCONH−、又は−CH2OCONH−基、R′は2
    価又は3価の飽和脂肪族炭化水素基若しくは芳香族系炭
    化水素基、mは0以上の整数、nは1又は2の数を示
    す)で表されるイソシアネート基を含有する含フッ素化
    合物と、多官能エポキシ化合物で被覆してなることを特
    徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】該パーフルオロポリオキシアルキル基が、
    下記一般式: F[CF(CF3)‐CF2-O-]x-CF(CF3)‐ 又は {F[CF(CF3)‐CF2-O-]x-(CF2O)y ‐(CF2)z-}‐ 又は ‐[(C2F4O)y-(CF2O)z-CF2]‐ (式中、x、y、zは1以上の整数を示す)で表される
    基である特許請求の範囲第1項記載の磁気記録媒体。
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