JPH0883422A - Lubricative layer - Google Patents

Lubricative layer

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JPH0883422A
JPH0883422A JP22966794A JP22966794A JPH0883422A JP H0883422 A JPH0883422 A JP H0883422A JP 22966794 A JP22966794 A JP 22966794A JP 22966794 A JP22966794 A JP 22966794A JP H0883422 A JPH0883422 A JP H0883422A
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JP
Japan
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disk
host
lubricant
guest
layer
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Application number
JP22966794A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Murayama
英樹 村山
Keiichiro Sano
桂一郎 佐野
Kazuhiko Sawada
和彦 澤田
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Publication of JPH0883422A publication Critical patent/JPH0883422A/en
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Abstract

PURPOSE: To ensure superior lubricity and durability by forming a complex of each lubricant molecule with a multidentate ligand adhered to a solid substrate by utilizing a host-guest complex forming a specifically stable complex. CONSTITUTION: A magnetic layer 2, a protective film 3 and a lubricative layer 4 are successively formed on a nonmagnetic substrate 1 to obtain a magnetic recording medium. The lubricative layer 4 is made of a host-guest complex and lubricant molecules have been fixed as guest molecules by a host compd. stuck on the disk. The protective film 3 is formed if necessary and the lubricative layer 4 may directly be formed on the surface of the magnetic layer 2. Especially when a smooth substrate for low levitation of a head is used, satisfactory lubricity and durability can be ensured without causing the attraction of a head peculiar to a liq. lubricant.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高速で摺動する固体接
触界面において、数10Å以下の膜厚で潤滑機能を発現
する潤滑層に関するものである。具体的には、情報産業
等で利用される高記録密度の磁気記録媒体における潤滑
システムに関するものであり、例えば、固定型の薄膜磁
気記録ディスク等の磁気記録媒体用潤滑層として利用す
ることができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lubricating layer which exhibits a lubricating function with a film thickness of several tens of liters or less at a solid contact interface which slides at high speed. Specifically, it relates to a lubrication system for a high recording density magnetic recording medium used in the information industry or the like, and can be used, for example, as a lubricating layer for a magnetic recording medium such as a fixed type thin film magnetic recording disk. .

【0002】[0002]

【従来の技術】情報産業等で利用される高記録密度の磁
気記録媒体の代表的な例である薄膜型磁気記録媒体は、
通常、磁性金属またはその合金をメッキ、蒸着またはス
パッタリング法等によって非磁性基板上に披着して製造
される。実際の使用時においては磁気ヘッドと磁気記録
媒体とが高速で接触摺動するので、摩耗損傷を受けた
り、磁気特性の劣化を起こしたりする。
2. Description of the Related Art A thin film magnetic recording medium, which is a typical example of a high recording density magnetic recording medium used in the information industry, is
It is usually manufactured by depositing a magnetic metal or its alloy on a non-magnetic substrate by plating, vapor deposition or sputtering. In actual use, the magnetic head and the magnetic recording medium come into contact with each other at high speed and slide, so that the magnetic head may be damaged by wear or the magnetic characteristics may be deteriorated.

【0003】このような欠点を解決する方法として、磁
性層上に保護膜や潤滑層を設けることによって接触摺動
の際の静/動摩擦を極力低減させ、耐摩耗性を向上させ
ることが提案されている。保護膜としては、炭素質膜、
酸化物膜、窒化物膜及びホウ化物膜等が利用される。潤
滑剤としては液体潤滑剤または固体潤滑剤が使用される
が、一般的には液体潤滑剤であるパーフルオロポリエー
テル化合物がディスク表面に塗布されている。
As a method for solving such a drawback, it has been proposed to provide a protective film or a lubricating layer on the magnetic layer to reduce static / dynamic friction during contact sliding as much as possible and improve wear resistance. ing. As the protective film, a carbonaceous film,
An oxide film, a nitride film, a boride film or the like is used. A liquid lubricant or a solid lubricant is used as the lubricant, and generally, a perfluoropolyether compound which is a liquid lubricant is applied to the disk surface.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】磁気記録媒体は、その
使用時においてディスク媒体が停止状態から急速に回転
加速され、これに伴い、浮上ヘッドスライダに浮力が与
えられてヘッドは浮上する。使用後に電源が切断される
とディスク媒体を回転させているモータが停止し、ヘッ
ドと媒体とが高速で接触を起こして摺動する。
When the magnetic recording medium is used, the disk medium is rapidly rotated and accelerated from a stopped state. Along with this, buoyancy is applied to the flying head slider and the head flies. When the power is cut off after use, the motor that rotates the disk medium stops, and the head and medium make contact at high speed and slide.

【0005】ところが、近年、面記録密度を高めるため
にヘッドの低浮上化とディスク回転の高速化が求められ
ており、媒体基板はより平滑になる方向にある。動摩擦
係数を低減するために液体潤滑膜を設けることは非常に
有効であるが、液体潤滑膜を厚くしていくと、ヘッドと
ディスクとの間に液体潤滑剤の表面張力によるマイクロ
メニスカスが形成されて、吸着現象(sticking)が生じる
ことが知られている。このため静摩擦係数が増加し、往
々にしてヘッドがディスクに張り付いたまま動作不能と
なることが指摘されている。
However, in recent years, in order to increase the areal recording density, it has been required to lower the flying height of the head and increase the speed of disk rotation, and the medium substrate tends to be smoother. It is very effective to provide a liquid lubricant film to reduce the dynamic friction coefficient, but as the liquid lubricant film is made thicker, a micromeniscus is formed between the head and the disk due to the surface tension of the liquid lubricant. It is known that the sticking phenomenon occurs. For this reason, it has been pointed out that the static friction coefficient increases, and the head is often inoperable while being stuck to the disk.

【0006】すなわち、ヘッドの飛行高さを低下させる
ために基板を平滑にするに従い、液体潤滑剤では上記吸
着現象が非常に発生し易くなるという深刻な欠点があ
り、また、吸着を防ぐために膜厚を減ずると充分な耐久
性が得られなくなるという問題がある。また、ディスク
の回転速度が大きくなるに従い、潤滑剤が揮散し膜厚が
減少するスピンオフと呼ばれる減少が顕著となってく
る。これらの現象を回避するために、メニスカスを作ら
ない固体の潤滑剤が望まれ、以前から高級脂肪酸やその
金属塩等が提案されている。
That is, as the substrate is made smoother in order to reduce the flying height of the head, the liquid lubricant has a serious drawback that the above adsorption phenomenon is very likely to occur, and the film is used to prevent the adsorption. When the thickness is reduced, there is a problem that sufficient durability cannot be obtained. In addition, as the rotation speed of the disk increases, the lubricant, which is volatilized and the film thickness decreases, becomes more remarkable, which is called spin-off. In order to avoid these phenomena, a solid lubricant that does not form a meniscus is desired, and higher fatty acids and metal salts thereof have been proposed for some time.

【0007】しかしながら、これらの固体潤滑剤は、常
温で固体状態が安定相であるため、ディスク上に塗布し
た場合に塗膜の一部が結晶化して凝集しやすいという問
題があった。特に、基板が平滑化すると凝集の傾向は著
しい。凝集が発生すると被膜厚みが不均一になり、ヘッ
ドとディスクが直接接触する可能性を高めるとともに、
ヘッド汚れの原因となったり、ヘッドの飛行不安定化の
原因となる恐れがある。固体潤滑剤の凝集を防ぎ、また
スピンオフを抑えるためには、潤滑剤分子を基板と有効
に結合させ固着する必要があり、潤滑層分子の結合力を
高める方策としては、例えばアルキルシランをポリマー
化する方法(特開平2ー103721号、特開平2ー1
03722号)が提案されている。しかしながら、これ
らの方法による潤滑層は、ポリマー化されることにより
分子の動きが抑制され、潤滑性が不十分である。これ
は、潤滑剤を固着することが潤滑性能とトレードオフの
関係となってしまっているためである。
However, since these solid lubricants are in a stable phase in the solid state at room temperature, there is a problem that a part of the coating film tends to crystallize and aggregate when applied on a disk. Especially when the substrate is smoothed, the tendency of aggregation is remarkable. When agglomeration occurs, the coating thickness becomes uneven, increasing the possibility of direct contact between the head and disk, and
This may cause dirt on the head or destabilize the flight of the head. In order to prevent the solid lubricant from agglomerating and suppress the spin-off, it is necessary to effectively bond and bond the lubricant molecules to the substrate, and as a measure to enhance the bonding force of the lubricant layer molecules, for example, alkylsilane is polymerized. Method (JP-A-2-103721, JP-A-2-1-1)
No. 03722) has been proposed. However, the lubrication layer formed by these methods has insufficient lubricity because the movement of molecules is suppressed by being polymerized. This is because fixing the lubricant has a trade-off relationship with the lubricating performance.

【0008】本発明は、薄膜であっても優れた潤滑性を
発現し、潤滑剤分子が凝集することのない潤滑層を得る
こと、すなわち、潤滑剤を固着することが潤滑性能とト
レードオフの関係とならず、耐久性にも優れた潤滑層を
得ることを目的とし、潤滑システムを分子・原子オーダ
ーで設計することにより達成されたものである。
In the present invention, obtaining a lubricating layer in which excellent lubricity is exhibited even in a thin film and lubricant molecules are not aggregated, that is, fixing the lubricant is a trade-off with the lubricating performance. It was achieved by designing the lubrication system on the molecular / atomic order for the purpose of obtaining a lubrication layer having excellent durability that is not related.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の潤滑層は、高速
摺動する固体表面が、長期間にわたり潤滑性・耐摩耗性
が求められるような薄膜磁気記録媒体などにおいて、ゲ
スト分子としての潤滑剤分子とこれと錯体を形成するホ
スト化合物としての多座配位子とから形成されるホスト
ゲスト錯体を含むことを特徴とする。
The lubricating layer of the present invention is used as a guest molecule in a thin film magnetic recording medium in which a solid surface that slides at high speed is required to have lubricity and wear resistance for a long period of time. It is characterized by containing a host-guest complex formed from an agent molecule and a polydentate ligand as a host compound forming a complex with the agent molecule.

【0010】すなわち、本発明の潤滑層は、イオン結合
などの静電相互作用によりゲスト分子である潤滑剤分子
が、固体基板上に密着したホスト化合物にトラップされ
ることにより、配向性良く固体基板上に固着され、また
その結合様式が可逆的であるため、潤滑剤の凝集を防ぐ
だけでなく、より耐久性に優れた潤滑性能を実現するこ
とができる。
That is, in the lubricating layer of the present invention, the lubricant molecules, which are guest molecules, are trapped by the host compound adhered on the solid substrate due to electrostatic interaction such as ionic bond, so that the solid substrate has good orientation. Since it is fixed to the top and its binding mode is reversible, it is possible not only to prevent the lubricant from agglomerating but also to realize a more durable lubricating performance.

【0011】本発明の潤滑層は、種々の固体表面に適用
可能であり、例えば、ポリマー、炭素、酸化物、窒化
物、ホウ化物、金属など、その表面にホスト化合物が添
着可能であれば、その種類を問わず広く適用される。本
発明の潤滑層は、磁気記録媒体の表面に適用することに
より、ヘッドの浮上高さを低くすることができるので、
ディスクのデータ記録密度を増大させることが可能とな
るとともに、長期にわたり信頼性の高いディスクシステ
ムを構築することが可能となる。
The lubricating layer of the present invention can be applied to various solid surfaces, such as polymers, carbon, oxides, nitrides, borides, and metals, as long as the host compound can be attached to the surface. It is widely applied regardless of its type. By applying the lubricating layer of the present invention to the surface of the magnetic recording medium, the flying height of the head can be reduced,
It is possible to increase the data recording density of the disc and to construct a reliable disc system for a long period of time.

【0012】以下、本発明を磁気記録媒体に適用した場
合を例として詳細に説明する。図1は、本発明の潤滑層
を磁気記録媒体に適用する際の構成を示すものである。
非磁性基板1上に磁性層2、保護膜3、潤滑層4が順次
形成された磁気記録媒体において、潤滑層4がホストゲ
スト錯体からなり、ディスク上に固着したホスト化合物
によって潤滑剤分子がゲスト分子として固定化されてい
る。図1において保護膜3は必要に応じて設ければよ
く、本発明による潤滑層を磁性層2の表面に直接形成し
てもよい。
The case where the present invention is applied to a magnetic recording medium will be described in detail below as an example. FIG. 1 shows the structure when the lubricating layer of the present invention is applied to a magnetic recording medium.
In a magnetic recording medium in which a magnetic layer 2, a protective film 3, and a lubricating layer 4 are sequentially formed on a non-magnetic substrate 1, the lubricating layer 4 is composed of a host-guest complex, and a lubricant compound is formed by guest compounds by a host compound fixed on the disk. It is immobilized as a molecule. In FIG. 1, the protective film 3 may be provided if necessary, and the lubricating layer according to the present invention may be directly formed on the surface of the magnetic layer 2.

【0013】本発明の潤滑層を磁気記録媒体に適用する
にあたり、非磁性基板としては、通常、ニッケル・リン
層を設けたアルミニウム合金板またはガラス基板が用い
られるが、そのほかにもセラミック基板、カーボン基
板、樹脂基板等を用いることもできる。磁性層として
は、必要に応じて下引層を設けた後、例えばCoまたは
CoP系合金、CoNiP系合金、CoNiCr系合
金、CoNiPt系合金、CoCrPt系合金、CoC
rTa系合金、CoCrPtTa系合金等のCo合金等
を無電解メッキ法、スパッタリング法等により形成され
る。磁性層の膜厚は、磁気記録媒体として要求される特
性により決定され、通常、200〜1500Åである。
本発明の潤滑層を適用する場合、薄膜磁性層上の保護膜
は、必ずしも不可欠のものではなく、磁性膜の硬度や弾
性率等の物理物性を鑑みて、必要に応じて形成される。
保護膜としては炭素質膜、酸化物膜、窒化物膜、ホウ化
物膜等が用いられ、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法、プラズマ重合法等により形成される。保護膜
として好ましく用いられるのは、無定形炭素、水素化カ
ーボン等の炭素質膜であり、通常、50〜500Å、好
適には、100〜300Åの膜厚で用いられる。また必
要に応じて紫外線照射等の保護膜表面処理を施すことも
できる。
In applying the lubricating layer of the present invention to a magnetic recording medium, an aluminum alloy plate or a glass substrate provided with a nickel-phosphorus layer is usually used as the non-magnetic substrate. A substrate, a resin substrate or the like can also be used. As the magnetic layer, after providing an undercoat layer if necessary, for example, Co or CoP-based alloy, CoNiP-based alloy, CoNiCr-based alloy, CoNiPt-based alloy, CoCrPt-based alloy, CoC
A Co alloy such as an rTa-based alloy or a CoCrPtTa-based alloy is formed by an electroless plating method, a sputtering method, or the like. The film thickness of the magnetic layer is determined by the characteristics required for the magnetic recording medium and is usually 200 to 1500 Å.
When the lubricating layer of the present invention is applied, the protective film on the thin film magnetic layer is not always indispensable, and is formed as necessary in consideration of physical properties such as hardness and elastic modulus of the magnetic film.
A carbonaceous film, an oxide film, a nitride film, a boride film, or the like is used as the protective film, and is formed by a sputtering method, an ion plating method, a plasma polymerization method, or the like. A carbonaceous film such as amorphous carbon or hydrogenated carbon is preferably used as the protective film, and is usually used in a film thickness of 50 to 500Å, preferably 100 to 300Å. If necessary, surface treatment of the protective film such as irradiation with ultraviolet rays can be performed.

【0014】本発明の潤滑層を構成するホストゲスト錯
体において、ゲスト分子としては、潤滑作用を担う分子
骨格とホスト分子と結合するための結合サイトとを有す
るものが用いられる。潤滑作用を担う分子骨格として
は、液体潤滑剤骨格、固体潤滑剤骨格のいずれも用いる
ことができる。液体潤滑剤骨格としては、例えばパーフ
ルオロポリエーテル等のフッ化アルキル系液体潤滑剤、
ポリブテン系、ポリアルキレングリコール系、リン酸エ
ステル系、ポリオレフィン系、ポリオールエステル系、
アルキルナフタレン系、シリコン油系、ポリアリールア
ルカン系、ポリフェニル系、ケイ酸エステル系、ポリフ
ェニルエーテル系のもの等を用いることができる。パー
フルオロポリエーテル系液体潤滑剤としては、例えばフ
ォンブリン系潤滑剤:-(CF2 CF2 O)m (CF2 O)n
- 骨格(モンテジソン社製)、デムナム系潤滑剤:-(C
2 CF2 CF2 O)p- 骨格(ダイキン工業社製)、ま
たはクライトックス系潤滑剤:-(CF2 CF (CF3)
0)q- 骨格(デュポン社製)等が挙げられる(m,n,
p,qは1以上の整数)。通常m,n,p,qとしては
5〜50程度のものが用いられる。また分子量として
は、500以上が好ましく、特に600〜8000程度
のものが好適である。パーフルオロポリエーテル系分子
骨格に、更に分岐鎖状または直鎖状の飽和または不飽和
の高級脂肪族炭化水素鎖、芳香族基やヘテロ原子を含む
高級脂肪族炭化水素鎖等が結合したものを用いることも
できる。
In the host-guest complex constituting the lubricating layer of the present invention, as the guest molecule, one having a molecular skeleton which plays a lubricating function and a binding site for binding with the host molecule is used. Either a liquid lubricant skeleton or a solid lubricant skeleton can be used as the molecular skeleton responsible for the lubricating action. As the liquid lubricant skeleton, for example, a fluoroalkyl-based liquid lubricant such as perfluoropolyether,
Polybutene-based, polyalkylene glycol-based, phosphate ester-based, polyolefin-based, polyol ester-based,
Alkylnaphthalene-based, silicon oil-based, polyarylalkane-based, polyphenyl-based, silicic acid ester-based, polyphenyl ether-based, and the like can be used. As the perfluoropolyether liquid lubricant, for example, fomblin lubricant:-(CF 2 CF 2 O) m (CF 2 O) n
-Skeleton (made by Montedison), demnum type lubricant :-( C
F 2 CF 2 CF 2 O) p- skeleton (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), or Krytox lubricant :-( CF 2 CF (CF 3)
0) q- skeleton (manufactured by DuPont) and the like (m, n,
p and q are integers of 1 or more). Usually, about 5 to 50 are used as m, n, p and q. The molecular weight is preferably 500 or more, and particularly preferably about 600 to 8000. A perfluoropolyether-based molecular skeleton further bound to a branched or straight-chain saturated or unsaturated higher aliphatic hydrocarbon chain, a higher aliphatic hydrocarbon chain containing an aromatic group or a hetero atom, etc. It can also be used.

【0015】固体潤滑剤骨格としては、分岐鎖状または
直鎖状の飽和または不飽和の高級脂肪族炭化水素鎖、ベ
ンゼン、ナフタレン、ピレン等の芳香族残基や、F、
N、O、S等のヘテロ原子を含む前記高級脂肪族炭化水
素鎖、或いは前記高級脂肪族炭化水素鎖の一部または全
部がポリエーテル鎖を形成している長鎖分子骨格など、
潤滑作用を有するものであれば結合の種類によらず選択
することができる。
The solid lubricant skeleton includes branched or linear saturated or unsaturated higher aliphatic hydrocarbon chains, aromatic residues such as benzene, naphthalene and pyrene, and F,
The higher aliphatic hydrocarbon chain containing a hetero atom such as N, O, S, or a long chain molecular skeleton in which a part or all of the higher aliphatic hydrocarbon chain forms a polyether chain,
Any material having a lubricating action can be selected regardless of the type of bond.

【0016】ゲスト分子がホスト化合物と結合するため
の結合サイトは、ホスト分子の空孔にトラップされるよ
う選択される。通常はNa、K、Rb等のアルカリ金
属、Mg、Ca、Sr、Ba等のアルカリ土類金属、A
l、Sn、Pb等の典型金属、Ag、Cu、Fe等の遷
移金属等が用いられ、潤滑作用を担う分子骨格の末端基
と結合して用いられる。末端基として具体的には、水酸
基、カルボキシル基、エステル結合、アミド結合等の含
酸素極性官能基、アミノ基、イミノ基等の含窒素官能
基、リン酸基、リン酸エステル基等の含リン官能基、ま
たはメルカプト基、スルホン酸基、スルホン酸エステル
基等の含硫黄官能基等である。またこれらの末端官能基
またはアンモニウム塩、アミン酸塩等を末端に有する潤
滑剤は、金属イオンと組み合わせずに単独で使用するこ
とも可能であり、その場合は、潤滑剤分子の末端官能基
がホスト分子の空孔にトラップされる。特に好ましい結
合サイトとしては、K、Ba、Ag、Cu、アミノ基、
アンモニウム塩、水酸基等が挙げられる。
The binding site for the guest molecule to bind to the host compound is selected to be trapped in the vacancy of the host molecule. Usually, alkali metals such as Na, K and Rb, alkaline earth metals such as Mg, Ca, Sr and Ba, A
Typical metals such as 1, Sn, Pb, transition metals such as Ag, Cu, Fe, etc. are used, and they are used in combination with the terminal group of the molecular skeleton which plays a lubricating function. Specific examples of the terminal group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an oxygen-containing polar functional group such as an ester bond and an amide bond, a nitrogen-containing functional group such as an amino group and an imino group, a phosphorus-containing group such as a phosphoric acid group and a phosphoric acid ester group. It is a functional group or a sulfur-containing functional group such as a mercapto group, a sulfonic acid group or a sulfonic acid ester group. Further, the lubricant having such a terminal functional group or ammonium salt, amine acid salt or the like at the end can also be used alone without being combined with a metal ion. In that case, the terminal functional group of the lubricant molecule is It is trapped in the vacancy of the host molecule. Particularly preferred binding sites include K, Ba, Ag, Cu, amino groups,
Examples thereof include ammonium salts and hydroxyl groups.

【0017】ホスト分子としては、環状エステル、ポリ
エーテル類、ポリアミン類、クラウンエーテルと総称さ
れる環状エーテル類、クリプタンドあるいはクリプテー
トと総称される環状エーテルアミン類、環状アミン類、
ポリペプチドおよびこれらの化学修飾体など、金属イオ
ンまたは有機イオンを効果的に取り込む機能を有する多
座配位子が用いられ、なかでもクラウンエーテルやクリ
プタンド等の環状配位子が特に有効である。これらの多
座配位子は、金属イオンあるいは有機イオンと強い錯体
を形成し、例えば、クラウンエーテルやクリプタンド等
の環状配位子は、その内孔にOやNの孤立電子対を向
け、金属イオン等に対して強い親和性を有するために、
その錯体形成の平衡が102 〜1010以上の範囲で錯体
形成側に傾き、極めて強く金属イオンを取り込むことが
できる。すなわち、これらの環状配位子は孤立電子対に
関する静電相互作用を主な駆動力としてOやN等がドナ
ー原子として配位し、金属陽イオンを効果的に内孔に取
り込む。これらの多座配位子は、単座配位子に比べる
と、OやN等のドナー原子が最初からメチレンブリッジ
でつながれているため、カチオンのまわりに配位すると
き新たなドナー間の反発はほとんどなく、エンタルピー
的に錯形成が有利となり、また、配位子が規則正しく配
列しているためにエントロピー的にも優れているという
大きな特長がある。環状の多座配位子以外に直鎖状の多
座配位子も有効であるが、一般に環状のものは直鎖状の
ものよりも錯体の安定性が増大することが知られてい
る。これは、カチオンを取り囲むとき、直鎖状の多座配
位子の場合には、単座配位子に比べてはるかに優れてい
るとはいえ、両末端のドナー原子間の静電的および立体
的反発があることや不利なエントロピー変化のためであ
ろうと考えられる。上記の環状配位子については幾つも
の総説があり、例えば代表的なクラウンエーテル、クリ
プタンドおよびこれらの類縁体について、その合成法、
構造、取り込みカチオン一覧の詳細な表がJ.J.Christen
sen 等により Chem.Revs.,74, 351 (1974). に記載され
ている。また、物質としての安定性の面から見ると、環
状の多座配位子は熱的にも安定なものが多く、例えばポ
ルフィリンなどの大環状配位子は500℃以上でも安定
であることはよく知られている。また、一般にクラウン
エーテルも熱的に安定で、例えば、ジベンゾ−18−ク
ラウン−6は380℃で蒸留することも可能であること
が報告されている(C.J.Pederson et al., Angev.Che
m.,Int`L Ed. 11, 16(1972). )。
As the host molecule, cyclic esters, polyethers, polyamines, cyclic ethers collectively called crown ethers, cyclic ether amines and cyclic amines collectively called cryptands or cryptates,
Polydentate ligands having a function of effectively taking in metal ions or organic ions such as polypeptides and their chemically modified products are used, and among them, cyclic ligands such as crown ethers and cryptands are particularly effective. These polydentate ligands form a strong complex with a metal ion or an organic ion. For example, cyclic ligands such as crown ethers and cryptands direct lone electron pairs of O and N to their inner pores to form metal complexes. Because it has a strong affinity for ions, etc.,
When the equilibrium of the complex formation is in the range of 10 2 to 10 10 or more, the complex formation can be inclined to the complex formation side, and the metal ions can be taken in extremely strongly. That is, in these cyclic ligands, O, N, etc. are coordinated as donor atoms mainly by electrostatic interaction with lone electron pairs as a donor atom, and metal cations are effectively taken into the inner pores. Compared to monodentate ligands, these polydentate ligands have donor atoms such as O and N that are connected by a methylene bridge from the beginning, so when coordinating around a cation, new repulsion between donors occurs. There is almost no enthalpy complex formation, and since the ligands are regularly arranged, they are also excellent in entropy. In addition to the cyclic polydentate ligand, linear polydentate ligands are also effective, but it is generally known that cyclic ones have higher stability of the complex than linear ones. While it is far superior to monodentate ligands in the case of linear polydentate ligands when surrounding cations, it is electrostatic and steric between the donor atoms at both ends. It is thought that it may be because of the repulsion of the target or the adverse entropy change. There are several reviews of the above cyclic ligands, for example representative crown ethers, cryptands and their analogs, their synthesis,
Detailed table of structure and incorporated cations is JJ Christen
Sen. et al., Chem. Revs., 74, 351 (1974). From the viewpoint of stability as a substance, many cyclic polydentate ligands are thermally stable, and macrocyclic ligands such as porphyrin are stable even at 500 ° C. or higher. well known. It is also reported that crown ethers are generally thermally stable and, for example, dibenzo-18-crown-6 can be distilled at 380 ° C. (CJPederson et al., Angev.Che.
m., Int'L Ed. 11, 16 (1972).).

【0018】錯体形成の際の、環状配位子の内孔サイズ
と取り込み易いカチオンのサイズとの間には、密接な関
係のあることがわかっている。例えば、18−クラウン
−6の内孔径は2.6〜3.2Åであり、これとほぼ一
致するイオン直径(2.66Å)を持つアルカリ金属イ
オンのK+と非常に安定な錯体を形成する(メタノール
中での錯化平衡定数logK=6.05)ことが知られ
ている。
It has been found that there is a close relationship between the size of the inner hole of the cyclic ligand and the size of the cation which can be easily incorporated in the complex formation. For example, 18-crown-6 has an inner pore size of 2.6 to 3.2 Å, and forms a very stable complex with K + of an alkali metal ion having an ionic diameter (2.66 Å) which is almost the same as this. (Complexation equilibrium constant in methanol log K = 6.05) is known.

【0019】このように特異的に安定な錯体を形成する
ホストゲスト錯体を利用して、潤滑剤分子(ゲスト分
子)と固体基板に密着した多座配位子(ホスト化合物)
との錯体を形成することにより、潤滑剤分子を静電相互
作用により基板上に固着することができる。図2は、1
8−クラウン−6の誘導体およびステアリン酸カリウム
によるホストゲスト錯体が固体基板表面に固着する様子
を示した概念図であり、ゲスト分子中のカチオンである
+ がクラウンエーテルの内孔にトラップされ、K+
カウンターアニオンであるステアレートが、イオン対と
しての末端カルボキシル基をトラップされたK+ に向け
てクラウンエーテル上に配位することになる。一方、ホ
スト分子であるクラウンエーテルには、適当な化学修飾
を施すこと等によりディスク表面と固着させることが可
能である。従って、静電相互作用により潤滑剤部分(ス
テアレートの長鎖アルキル基)がその末端カルボキシル
基で基板表面のクラウンエーテル錯体上に固着化され、
潤滑剤分子どうしの凝集を防ぐことができる。また、基
板上のクラウンエーテル錯体の側に末端カルボキシル基
が配位するということは、原理的にはすべてのアルキル
鎖部分が基板に対して上を向いて配向することを意味し
ており、潤滑層全体の配向性が向上することとなって、
理想的な潤滑層の構造をとることから、ほぼ単分子層の
膜厚でも優れた潤滑能および耐久性を得ることができ
る。
Utilizing the host-guest complex that forms a specifically stable complex as described above, the polydentate ligand (host compound) adhered to the lubricant molecule (guest molecule) and the solid substrate is used.
By forming a complex with, the lubricant molecules can be fixed on the substrate by electrostatic interaction. Figure 1
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a host-guest complex formed by a derivative of 8-crown-6 and potassium stearate, which is fixed to the surface of a solid substrate, in which K +, which is a cation in the guest molecule, is trapped in the inner hole of the crown ether, The counter anion of K + , stearate, will coordinate the terminal carboxyl group as an ion pair to the trapped K + on the crown ether. On the other hand, the crown ether, which is a host molecule, can be fixed to the disk surface by applying an appropriate chemical modification or the like. Therefore, the electrostatic interaction causes the lubricant moiety (long-chain alkyl group of stearate) to be fixed on the crown ether complex on the substrate surface by its terminal carboxyl group,
Agglomeration of lubricant molecules can be prevented. In addition, the fact that the terminal carboxyl group is coordinated to the side of the crown ether complex on the substrate means that all the alkyl chain parts are oriented upward with respect to the substrate in principle, and The orientation of the entire layer is improved,
Since the structure of the ideal lubricating layer is taken, excellent lubricating ability and durability can be obtained even with a film thickness of almost a monomolecular layer.

【0020】これらのホストゲスト錯体を含む潤滑剤の
固体基板への塗布は、通常、上記の多座配位子と潤滑剤
化合物とを溶解した溶液、あるいはそれぞれの溶液に固
体基板を浸漬することにより行われるが、固体基板表面
に該溶液をしみこませたテープ等を荷重をかけて接触さ
せて被膜を形成する方法、固体基板上でパッドを回転さ
せながら添着させる方法、またはスプレー法やLB膜法
などを用いることができる。塗布液の濃度は、多座配位
子や潤滑剤化合物の種類により、また溶媒の種類により
異なるが、通常、錯体の溶液中濃度として0.1〜5g
/lで用いられる。ホストゲスト錯体の特長として、一
般に有機溶媒に可溶性のものが多く、本発明の潤滑層を
形成させるための溶媒としては、汎用の有機溶媒を用い
ることが可能である。例えば、ステアリン酸カリウムは
クロロホルムにはほとんど溶解しないが、18−クラウ
ン−6を加えると、クラウンエーテルがカリウムイオン
をそのなかに取り込んで可溶化するため、よく溶解する
ようになる。
The application of the lubricant containing these host-guest complexes to the solid substrate is usually carried out by dissolving the above polydentate ligand and the lubricant compound or immersing the solid substrate in each solution. The method is to form a film by contacting a tape, etc., which has been impregnated with the solution with a load on the surface of a solid substrate to form a film, a method of applying a pad while rotating the pad on the solid substrate, or a spray method or an LB film. The method etc. can be used. The concentration of the coating solution varies depending on the type of polydentate ligand or lubricant compound, and the type of solvent, but is usually 0.1 to 5 g as the concentration of the complex in the solution.
/ L. Many of the features of the host-guest complex are generally soluble in an organic solvent, and a general-purpose organic solvent can be used as a solvent for forming the lubricating layer of the present invention. For example, potassium stearate is hardly dissolved in chloroform, but when 18-crown-6 is added, crown ether takes in potassium ions therein and solubilizes it, so that it becomes well dissolved.

【0021】[0021]

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに具体的に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。 実施例1 アルミニウム合金の基板上にスパッタリング法によりク
ロム下地層(2000Å)、コバルト合金の磁性薄膜
(400Å)および炭素保護膜(300Å)を形成した
直径3.5インチの磁気ディスクを、ステアリン酸カリ
ウムおよび4,4’−ジアミノジベンゾ−18−クラウ
ン−6をそれぞれ1mmol/lの濃度(合計で0.7
13g/l)で含むクロロホルム溶液に5分間浸した
後、10mm/secの速度でディスクを引き上げるこ
とにより、ディスクの表面に厚さ29Åの均一な潤滑膜
を形成した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. Example 1 A 3.5-inch diameter magnetic disk having a chromium underlayer (2000 Å), a cobalt alloy magnetic thin film (400 Å) and a carbon protective film (300 Å) formed on an aluminum alloy substrate by a sputtering method was prepared using potassium stearate. And 4,4′-diaminodibenzo-18-crown-6 at a concentration of 1 mmol / l (total of 0.7
After being soaked in a chloroform solution containing 13 g / l) for 5 minutes, the disk was pulled up at a speed of 10 mm / sec to form a uniform lubricating film having a thickness of 29Å on the surface of the disk.

【0022】4,4’−ジアミノジベンゾ−18−クラ
ウン−6は、E.Shchori 等の方法 (J.Am.Chem.Soc., 9
5, 3842 (1973)) を参考に4,4’−ジニトロジベンゾ
−18−クラウン−6をヒドラジンを用いて還元するこ
とにより、90%の単離収率で得た。4,4’−ジニト
ロジベンゾ−18−クラウン−6は、 W.M.Freigenbaum
等の方法 (J.Polym.Sci., Part A-1, 9, 817 (1971).)
を参考にして、市販のジベンゾ−18−クラウン−6を
ニトロ化することにより、81%の単離収率で得た。
4,4'-Diaminodibenzo-18-crown-6 is prepared by the method of E. Shchori et al. (J. Am. Chem. Soc., 9
5,3842 (1973)), 4,4'-dinitrodibenzo-18-crown-6 was reduced with hydrazine to obtain 90% isolated yield. 4,4'-Dinitrodibenzo-18-crown-6 is WMFreigenbaum
Et al. (J. Polym. Sci., Part A-1, 9, 817 (1971).)
, A commercially available dibenzo-18-crown-6 was nitrated to obtain 81% of isolated yield.

【0023】潤滑層を形成したディスクについて、潤滑
性能と凝集性の試験を行なった。潤滑性能の試験として
は、薄膜ヘッドを用いて、荷重9.5gf、摺動線速
0.32m/sec(半径30mm、100rpm)で
連続摺動試験を行ない、連続摺動2時間後の摩擦力を測
定した。凝集性の試験としては、温度25°C、湿度4
0%の環境にディスクを表1に記載した期間放置し、光
学顕微鏡で凝集や結晶の発生を観察した。結果を表1に
示す。
Lubricating performance and cohesiveness of the disk having the lubricating layer formed thereon were tested. As a test of lubrication performance, a thin film head was used to conduct a continuous sliding test at a load of 9.5 gf and a sliding linear velocity of 0.32 m / sec (radius 30 mm, 100 rpm). Was measured. As a cohesiveness test, a temperature of 25 ° C and a humidity of 4
The disc was left in a 0% environment for the period described in Table 1 and observed for agglomeration and crystal formation with an optical microscope. The results are shown in Table 1.

【0024】実施例2 実施例1と同様のディスクを用い、β−(N,N−ジヘ
プタデシルアミノカルボニル)プロピオン酸カリウムお
よび4,4’−ジアミノジベンゾ−18−クラウン−6
をそれぞれ1mmol/lの濃度(合計で1.02g/
l)で含むクロロホルム溶液に5分間浸した後、10m
m/secの速度でディスクを引き上げることにより、
ディスクの表面に厚さ45Åの均一な潤滑膜を形成し
た。潤滑層を形成したディスクについて、実施例1と同
様に潤滑性能と凝集性の試験を行なった。結果を表1に
示す。
Example 2 Using a disk similar to Example 1, potassium β- (N, N-diheptadecylaminocarbonyl) propionate and 4,4'-diaminodibenzo-18-crown-6 were used.
At a concentration of 1 mmol / l (total of 1.02 g / l
10m after soaking in chloroform solution containing 1) for 5 minutes
By pulling up the disc at a speed of m / sec,
A uniform lubricating film having a thickness of 45Å was formed on the surface of the disk. With respect to the disk on which the lubricating layer was formed, the lubrication performance and cohesiveness were tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0025】実施例3 中心線平均粗さ(Ra)35Åの平滑なアルミニウム合
金の基板上に、スパッタリング法によりクロム下地層
(1200Å)、コバルト合金の磁性層(500Å)、
および水素化カーボン保護膜 (200Å)を形成した直
径3.5インチの磁気ディスクの表面に、波長185n
m、254nm、出力90Wの紫外線を15mmの距離
から5分間空気中で照射したのち、4,4’−ジアミノ
ジベンゾ−18−クラウン−6−エーテルを2mmol
/lの濃度(0.781g/l)で含むクロロホルム溶
液を用い、浸漬法によりディスク表面に厚さ15Åの均
一な膜を形成した。
Example 3 A chromium underlayer (1200 Å), a cobalt alloy magnetic layer (500 Å), and a cobalt alloy magnetic layer (500 Å) were formed on a smooth aluminum alloy substrate having a center line average roughness (Ra) of 35 Å by a sputtering method.
And a wavelength of 185n on the surface of a 3.5-inch diameter magnetic disk on which a hydrogenated carbon protective film (200Å) was formed.
m, 254 nm, and an output of 90 W of ultraviolet rays were irradiated in the air from a distance of 15 mm for 5 minutes, and then 4 mmol of 4,4′-diaminodibenzo-18-crown-6-ether was added.
A uniform film having a thickness of 15 Å was formed on the disk surface by the dipping method using a chloroform solution containing a concentration of 0.71 g / l (0.781 g / l).

【0026】次に該ディスクをクロロホルム液に5分間
浸したのち引き上げることによって、ディスクの表面に
厚さ5Åの均一な膜を残した。デムナムSH(片末端C
OOH変性品;平均分子量1650/ダイキン工業社
製)と水酸化カリウムとをそれぞれ0.33mol/l
の濃度で含有する弗素系溶媒PF5080(住友3M社
製溶液)を用い、浸漬法により該ディスク表面に厚さ2
5Åの均一な膜を形成した。
Next, the disk was immersed in a chloroform solution for 5 minutes and then pulled up to leave a uniform film having a thickness of 5Å on the surface of the disk. Demnam SH (one end C
OOH-modified product; average molecular weight 1650 / manufactured by Daikin Industries, Ltd.) and potassium hydroxide 0.33 mol / l, respectively
A fluorine-based solvent PF5080 (a solution manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) containing at a concentration of 1
A uniform film of 5Å was formed.

【0027】潤滑層を形成したディスクについて、スピ
ンオフ試験とCSS試験を行なった。結果を表2に示
す。スピンオフ試験については、ディスクを80℃の雰
囲気で14日間、回転数7200rpmで回転し、FT
IRスペクトルにおけるC−F結合の吸収強度の変化か
ら潤滑膜厚の残存率を求めた。CSS試験については周
速8.7m/secで75nm浮上する70%の薄膜ヘ
ッドスライダ(材質:Al2 3 TiC、押付力6g
f)を用いて行なった。スピンドルへ3秒間通電した
後、9秒間電源を切断する計12秒をCSS1サイクル
とし、各サイクル毎にスピンドルの回転開始時トルクと
摺動時トルクを測定した。摺動時トルクはスピンドルへ
の通電後0.3秒から1秒の間にヘッドに働く力の最大
値から求めた。CSSサイクルを20000回行ない、
回転開始時トルクと摺動時トルクそれぞれの値を高い方
から10点選び、その平均を求めた。CSS試験の結
果、ディスク、ヘッドとも汚れはなかった。
A spin-off test and a CSS test were carried out on the disk on which the lubricating layer was formed. Table 2 shows the results. For the spin-off test, the disk was rotated at 7200 rpm for 14 days in an atmosphere of 80 ° C.
The residual ratio of the lubricating film thickness was determined from the change in the absorption intensity of the C—F bond in the IR spectrum. For CSS test 70% of the thin film head slider 75nm floats at a peripheral speed of 8.7 m / sec (Material: Al 2 0 3 TiC, pressing force 6g
f). The CSS1 cycle was 12 seconds in which the spindle was energized for 3 seconds and then the power was turned off for 9 seconds, and the rotation start torque and the sliding torque of the spindle were measured for each cycle. The sliding torque was obtained from the maximum value of the force acting on the head between 0.3 seconds and 1 second after the spindle was energized. 20,000 CSS cycles,
Ten points were selected from the higher values of the torque at the start of rotation and the torque at the time of sliding, and the average was obtained. As a result of the CSS test, neither the disk nor the head was stained.

【0028】実施例4 実施例3と同様のディスクに紫外線照射処理を施した
後、4,4’−ジアミノジベンゾ−18−クラウン−6
−エーテルを2mmol/lの濃度(0.781g/
l)で含むクロロホルム溶液を用い、浸漬法により該デ
ィスクの表面に厚さ18Åの均一な膜を形成した。
Example 4 The same disc as in Example 3 was subjected to ultraviolet irradiation treatment, and then 4,4'-diaminodibenzo-18-crown-6.
-Ether at a concentration of 2 mmol / l (0.781 g /
A uniform film having a thickness of 18Å was formed on the surface of the disk by the dipping method using the chloroform solution containing 1).

【0029】次に該ディスクをクロロホルム液に5分間
浸した後引き上げることによって、ディスク表面に厚さ
9Åの均一な膜を残した。デムナムSH(平均分子量2
400)と水酸化カリウムとをそれぞれ0.4mmol
/lの濃度で含有するPF5080溶液を用い、浸漬法
により該ディスク表面に厚さ26Å(実施例4−1)と
厚さ24Å(実施例4−2)の均一な膜を形成した。潤
滑層を形成したディスクについて、実施例3と同様にス
ピンオフ試験(実施例4−1)とCSS試験(実施例4
−2)を行なった。結果を表2に示す。またCSS試験
の結果、ディスク、ヘッドとも汚れはなかった。
Next, the disk was immersed in a chloroform solution for 5 minutes and then pulled up to leave a uniform film having a thickness of 9Å on the disk surface. Demnam SH (average molecular weight 2
400) and potassium hydroxide 0.4 mmol each
A uniform film having a thickness of 26 Å (Example 4-1) and a thickness of 24 Å (Example 4-2) was formed on the surface of the disk by a dipping method using a PF5080 solution contained in a concentration of 1 / l. For the disk on which the lubricating layer was formed, the spin-off test (Example 4-1) and the CSS test (Example 4) were carried out in the same manner as in Example 3.
-2) was performed. Table 2 shows the results. As a result of the CSS test, neither the disk nor the head was stained.

【0030】実施例5 実施例3と同様のディスクに紫外線照射処理を施した
後、4,4’−ジアミノジベンゾ−18−クラウン−6
−エーテルを2mmol/lの濃度(0.781g/
l)で含むクロロホルム溶液を用い、浸漬法により該デ
ィスクの表面に厚さ16Åの均一な膜を形成した。
Example 5 A disc similar to that used in Example 3 was subjected to an ultraviolet irradiation treatment, and then 4,4'-diaminodibenzo-18-crown-6.
-Ether at a concentration of 2 mmol / l (0.781 g /
A uniform film having a thickness of 16Å was formed on the surface of the disk by the dipping method using the chloroform solution containing 1).

【0031】次に該ディスクをクロロホルム液に5分間
浸した後引き上げることによって、ディスクの表面に厚
さ8Åの均一な膜を残した。デムナムSH(平均分子量
2400)と水酸化カリウムとをそれぞれ0.6mmo
l/lの濃度で含有するPF5080溶液を用い、浸漬
法により該ディスクの表面に厚さ44Åの均一な膜を形
成した。潤滑層を形成したディスクについて、実施例3
と同様にスピンオフ試験を行なった。結果を表2に示
す。
Then, the disk was immersed in a chloroform solution for 5 minutes and then pulled up to leave a uniform film having a thickness of 8Å on the surface of the disk. 0.6 mmo of demnum SH (average molecular weight 2400) and potassium hydroxide, respectively
A uniform film having a thickness of 44Å was formed on the surface of the disk by a dipping method using a PF5080 solution containing 1 / l concentration. Example 3 for a disk having a lubricating layer formed thereon
A spin-off test was conducted in the same manner as in. Table 2 shows the results.

【0032】実施例6 実施例3と同様のディスクに紫外線照射処理を施した
後、4,4’−ジアミノジベンゾ−18−クラウン−6
−エーテルを2mmol/lの濃度(0.781g/
l)で含むクロロホルム溶液を用い、浸漬法により該デ
ィスクの表面に厚さ15Åの均一な膜を形成した。
Example 6 A disc similar to that used in Example 3 was irradiated with ultraviolet rays, and then 4,4'-diaminodibenzo-18-crown-6 was used.
-Ether at a concentration of 2 mmol / l (0.781 g /
A uniform film having a thickness of 15Å was formed on the surface of the disk by the dipping method using the chloroform solution containing 1).

【0033】次に該ディスクをクロロホルム液に5分間
浸した後引き上げることによって、ディスクの表面に厚
さ6Åの均一な膜を残した。該ディスクに、パーフルオ
ロポリエーテルFomblin Z DOL(両末端O
H、平均分子量2000/モンテジソン社製)を1gl
/lの濃度で含有するPF5080溶液を用い、浸漬法
により該ディスクの表面に厚さ18Åの均一な膜を形成
した。潤滑層を形成したディスクについて、実施例3と
同様にスピンオフ試験を行なった。結果を表2に示す。 実施例7 実施例1と同様のディスクを用い、ステアリン酸銅およ
び1,4,8,11−テトラアザサイクロテトラデカン
をそれぞれ1mmol/lの濃度で含むクロロホルム溶
液を用い、浸漬法により、ディスクの表面に厚さ16Å
の均一な潤滑膜を形成した。潤滑層を形成したディスク
について、実施例1と同様に潤滑性試験と凝集性試験を
行なった。結果を表1に示す。 実施例8 実施例1と同様のディスクを用いて、酢酸銀およびN,
N’−ジベンジル−4,13−ジアザ−18−クラウン
−6をそれぞれ1mmol/lの濃度で含む水とメタノ
ールとの混合溶液を用いて、浸漬法により、ディスクの
表面に厚さ6Åの均一な潤滑膜を形成した。続いてこの
ディスクにβ−(N,N−ジヘプタデシルアミノカルボ
ニル)プロピオン酸を2mmol/lの濃度で含むクロ
ロホルム溶液を用いて塗布し、ディスクの表面に厚さ1
9Åの均一な潤滑膜を形成した。潤滑層を形成したディ
スクについて、実施例1と同様に潤滑性試験と凝集性試
験を行なった。結果を表1に示す。
Next, the disk was immersed in a chloroform solution for 5 minutes and then pulled up to leave a uniform film having a thickness of 6Å on the surface of the disk. Perfluoropolyether Fomblin Z DOL (both terminal O
1g of H, average molecular weight 2000 / made by Montedison
A uniform film having a thickness of 18Å was formed on the surface of the disk by the dipping method using the PF5080 solution containing the solution at a concentration of 1 / l. A spin-off test was performed on the disk having the lubricating layer formed in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the results. Example 7 Using the same disk as in Example 1, using a chloroform solution containing copper stearate and 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane at a concentration of 1 mmol / l, the surface of the disk was dipped. Thickness of 16Å
A uniform lubricating film was formed. The lubricity test and the cohesiveness test were performed on the disk having the lubricating layer formed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. Example 8 Using a disk similar to Example 1, silver acetate and N,
Using a mixed solution of water and methanol each containing N'-dibenzyl-4,13-diaza-18-crown-6 at a concentration of 1 mmol / l, the surface of the disk was uniformly dipped by a dipping method. A lubricating film was formed. Subsequently, this disk was coated with a chloroform solution containing β- (N, N-diheptadecylaminocarbonyl) propionic acid at a concentration of 2 mmol / l, and a thickness of 1 was applied to the surface of the disk.
A 9Å uniform lubricating film was formed. The lubricity test and the cohesiveness test were performed on the disk having the lubricating layer formed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0034】比較例1 実施例1と同様のディスクを用い、ステアリン酸カリウ
ムを1mmol/lの濃度(0.316 g/l)で含
むメタノール溶液に5分間浸した後、10mm/sec
の速度でディスクを引き上げることにより、ディスクの
表面に厚さ13Åの潤滑膜を形成した。潤滑層を形成し
たディスクについて、実施例1と同様に潤滑性能と凝集
性の試験を行なった。結果を表1に示す。
Comparative Example 1 Using a disk similar to that of Example 1, it was immersed in a methanol solution containing potassium stearate at a concentration of 1 mmol / l (0.316 g / l) for 5 minutes, and then 10 mm / sec.
By pulling up the disc at the speed of, a 13 Å thick lubricating film was formed on the surface of the disc. With respect to the disk on which the lubricating layer was formed, the lubrication performance and cohesiveness were tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0035】比較例2 実施例1と同様のディスクを用い、ステアリン酸を3m
mol/lの濃度(0.852g/l)で含むクロロホ
ルム溶液に5分間浸した後、10mm/secの速度で
ディスクを引き上げることにより、ディスクの表面に厚
さ16Åの潤滑膜を形成した。潤滑層を形成したディス
クについて、実施例1と同様に潤滑性能と凝集性の試験
を行なった。結果を表1に示す。
Comparative Example 2 The same disc as in Example 1 was used, and stearic acid was added to 3 m.
After dipping in a chloroform solution containing a mol / l concentration (0.852 g / l) for 5 minutes, the disk was pulled up at a speed of 10 mm / sec to form a lubricating film having a thickness of 16Å on the surface of the disk. With respect to the disk on which the lubricating layer was formed, the lubrication performance and cohesiveness were tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0036】比較例3 実施例1と同様のディスクを用い、β−(N,N−ジヘ
プタデシルアミノカルボニル)プロピオン酸を1mmo
l/lの濃度(0.593g/l)で含むクロロホルム
溶液に5分間浸した後、10mm/secの速度でディ
スクを引き上げることにより、ディスクの表面に厚さ2
8Åの均一な潤滑膜を形成した。潤滑層を形成したディ
スクについて、実施例1と同様に潤滑性能と凝集性の試
験を行なった。結果を表1に示す。
Comparative Example 3 Using the same disk as in Example 1, β- (N, N-diheptadecylaminocarbonyl) propionic acid was added at 1 mmo.
After being immersed in a chloroform solution containing a concentration of 1 / l (0.593 g / l) for 5 minutes, the disk was pulled up at a speed of 10 mm / sec to give a thickness of 2
A uniform lubrication film of 8Å was formed. With respect to the disk on which the lubricating layer was formed, the lubrication performance and cohesiveness were tested in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0037】比較例4 実施例3と同様のディスクに水素化カーボン保護膜まで
形成した後に、デムナムSH(平均分子量1650)を
0.5mmol/lの濃度で含有するPF5080溶液
を用い、浸漬法により該ディスクの表面に厚さ20Åの
均一な膜を形成した。潤滑層を形成したディスクについ
て、実施例3と同様にスピンオフ試験を行なった。結果
を表2に示す。
Comparative Example 4 After forming a hydrogenated carbon protective film on a disk similar to that of Example 3, a PF5080 solution containing demnum SH (average molecular weight 1650) at a concentration of 0.5 mmol / l was used to carry out the dipping method. A uniform film having a thickness of 20Å was formed on the surface of the disk. A spin-off test was performed on the disk having the lubricating layer formed in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the results.

【0038】比較例5 実施例3と同様のディスクに水素化カーボン保護膜まで
形成した後に、デムナムSH(平均分子量2400)を
0.6mmol/lの濃度で含有するPF5080溶液
を用い、浸漬法により該ディスクの表面に厚さ31Å
(比較例5−1)と厚さ27Å(比較例5−2)の均一
な膜を形成した。上記のようにして潤滑層を形成したデ
ィスクを用いて、実施例3と同様にスピンオフ試験(比
較例5−1)とCSS試験(比較例5−2)を行なっ
た。結果を表2に示す。CSS試験の結果、ディスク、
ヘッドとも汚れはなかった。
Comparative Example 5 After forming a hydrogenated carbon protective film on the same disk as in Example 3, a PF5080 solution containing Demnum SH (average molecular weight 2400) at a concentration of 0.6 mmol / l was used to carry out the dipping method. The surface of the disc has a thickness of 31Å
A uniform film having a thickness of 27Å (Comparative Example 5-2) and (Comparative Example 5-1) was formed. A spin-off test (Comparative Example 5-1) and a CSS test (Comparative Example 5-2) were performed in the same manner as in Example 3 using the disk on which the lubricating layer was formed as described above. Table 2 shows the results. CSS test results, disc,
The head was clean.

【0039】比較例6 実施例3と同様のディスクに水素化カーボン保護膜まで
形成した後に、デムナムSH(平均分子量2400)を
0.6mmol/lの濃度で含有するPF5080溶液
を用い、浸漬法により該ディスクの表面に厚さ41Åの
均一な膜を形成した。潤滑層を形成したディスクについ
て、実施例3と同様にスピンオフ試験を行なった。結果
を表2に示す。
Comparative Example 6 After forming a hydrogenated carbon protective film on a disk similar to that of Example 3, a PF5080 solution containing demnum SH (average molecular weight 2400) at a concentration of 0.6 mmol / l was used to carry out the dipping method. A 41 Å thick uniform film was formed on the surface of the disk. A spin-off test was performed on the disk having the lubricating layer formed in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the results.

【0040】比較例7 実施例3と同様のディスクに水素化カーボン保護膜まで
形成した後に、パーフルオロポリエーテルFombli
n Z DOL(平均分子量2000)を1gl/lの
濃度で含有するPF5080溶液を用い、浸漬法により
該ディスクの表面に厚さ21Å(比較例7−1)と厚さ
16Å(比較例7−2)の均一な膜を形成した。
Comparative Example 7 After forming a hydrogenated carbon protective film on a disk similar to that of Example 3, perfluoropolyether Fombli was used.
Using a PF5080 solution containing n Z DOL (average molecular weight 2000) at a concentration of 1 gl / l, the surface of the disk was subjected to a dipping method to have a thickness of 21Å (Comparative Example 7-1) and a thickness of 16Å (Comparative Example 7-2 ) Formed a uniform film.

【0041】潤滑層を形成したディスクについて、実施
例3と同様にスピンオフ試験(比較例7−1)とCSS
試験(比較例7−2)を行なった。結果を表2に示す。
CSS試験の結果、ディスク、ヘッドとも汚れはなかっ
た。
For the disk on which the lubricating layer was formed, the spin-off test (Comparative Example 7-1) and CSS were carried out in the same manner as in Example 3.
A test (Comparative Example 7-2) was performed. Table 2 shows the results.
As a result of the CSS test, neither the disk nor the head was stained.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】表1の結果から明らかな通り、本発明によ
る実施例1〜2,7〜8の潤滑層は、比較例1〜3より
膜厚が厚い場合(ホスト層が存在するため若干厚めにな
る)においても、比較例1〜3の潤滑剤単独の場合に見
られるような潤滑層の凝集は抑制されていることが確認
され、また比較例1〜3の潤滑剤単独の系と同等か、よ
り優れた潤滑性・走行性を有していることが確認され
た。
As is clear from the results shown in Table 1, when the lubricating layers of Examples 1 to 2 and 7 to 8 according to the present invention have a larger film thickness than Comparative Examples 1 to 3 (because the host layer exists, the lubricating layer should be slightly thicker). In addition, it is confirmed that the aggregation of the lubricating layer, which is seen in the case of the lubricants of Comparative Examples 1 to 3 alone, is suppressed, and is equal to the system of the lubricants of Comparative Examples 1 to 3 alone. It was confirmed that it had better lubricity and runnability.

【0045】また、実施例2で形成した潤滑層における
アルキル鎖の配向状態をFTIR−RAS法により解析
したところ、図4に示すように、アルキル鎖先端のメチ
ル基に由来するCH伸縮振動がはっきりと観測され、メ
チレン鎖のCH伸縮振動の強度が比較的小さいことか
ら、アルキル鎖が基板に対して垂直に立ち、良く配向し
ていることが確認された。
Further, when the orientation state of the alkyl chain in the lubricating layer formed in Example 2 was analyzed by the FTIR-RAS method, CH stretching vibration derived from the methyl group at the tip of the alkyl chain was clearly observed as shown in FIG. Since the intensity of CH stretching vibration of the methylene chain is relatively small, it was confirmed that the alkyl chain stands vertically to the substrate and is well oriented.

【0046】膜厚を考慮すれば、この潤滑層は基板側に
結合サイトを向け、アルキル鎖を上に向けて並べた構造
の単分子膜となっているものと考えられ(図1参照)、
潤滑層としてほぼ最適の構造になっているといえる。こ
れに対して、従来の潤滑剤(β−(N,N−ジヘプタデ
シルアミノカルボニル)プロピオン酸)単独の系(比較
例3)では、アルキル鎖先端のメチル基のCH伸縮振動
に基く吸収の強度は小さく、メチレン鎖のCH伸縮振動
の強度が大きいことから、アルキル鎖のディスク上での
配向性は低く、全体としてアルキル鎖が様々な方向を向
いた状態となっていることがわかる。
Considering the film thickness, it is considered that this lubricating layer is a monomolecular film having a structure in which the bonding sites are directed to the substrate side and the alkyl chains are directed upward (see FIG. 1).
It can be said that the structure is almost optimal as a lubricating layer. On the other hand, in the conventional lubricant (β- (N, N-diheptadecylaminocarbonyl) propionic acid) alone system (Comparative Example 3), absorption due to CH stretching vibration of the methyl group at the tip of the alkyl chain was observed. Since the strength is low and the CH stretching vibration strength of the methylene chain is high, it can be seen that the orientation of the alkyl chain on the disk is low, and the alkyl chain is in a state of being oriented in various directions as a whole.

【0047】表2の結果より、本発明による潤滑層は、
液体潤滑剤を用いた場合にも、潤滑剤分子のスピンオフ
が効果的に抑制されており、液体潤滑剤に見られるヘッ
ド吸着も著しく起こし難くなっていることが確認され
た。すなわち、本発明の潤滑システムにおいては、ホス
トゲスト錯体型潤滑層によって潤滑剤化合物を基板上に
固着化することでスピンオフを効果的に抑制し、しかも
固着化と潤滑性能とがトレードオフの関係とはならず
に、優れた潤滑性、耐久性を有する吸着を起こし難い潤
滑層が構築されていることがわかる。
From the results shown in Table 2, the lubricating layer according to the present invention is
It was confirmed that the spin-off of the lubricant molecules was effectively suppressed even when the liquid lubricant was used, and the head adsorption observed in the liquid lubricant was significantly less likely to occur. That is, in the lubricating system of the present invention, spin-off is effectively suppressed by fixing the lubricant compound on the substrate by the host-guest complex type lubricating layer, and there is a trade-off relationship between the fixing and the lubricating performance. It can be seen that a lubricating layer having excellent lubricity and durability that does not easily cause adsorption is constructed.

【0048】平滑なディスクに液体潤滑剤であるパーフ
ルオロポリエーテルを直接塗布した場合(比較例5、
7)、潤滑剤は保護膜表面との相互作用が低いために表
面を移動し、ヘッドとディスクの真実接触部分に集まっ
てメニスカスを形成すると考えられる。これに対して、
液体潤滑剤をホストゲスト錯体を利用して平滑基板上に
固着した場合(実施例3、4)には、回転開始時のトル
クが35gf・cm以下に低下することがわかる。
When a smooth disc was directly coated with perfluoropolyether as a liquid lubricant (Comparative Example 5,
7) It is considered that the lubricant moves on the surface due to its low interaction with the surface of the protective film and collects at the real contact portion between the head and the disk to form a meniscus. On the contrary,
It can be seen that when the liquid lubricant is fixed on the smooth substrate using the host-guest complex (Examples 3 and 4), the torque at the start of rotation is reduced to 35 gf · cm or less.

【0049】本発明によれば、固体潤滑剤を用いた場合
に、煩雑で生産性に難点のあるLB膜法を用いなくて
も、通常の浸漬法により非常に簡便に再現性よく高配向
性の単分子膜を得ることができる。
According to the present invention, when a solid lubricant is used, even if the LB film method, which is complicated and has difficulty in productivity, is not used, it is very easily reproducible and highly oriented by the ordinary dipping method. Can be obtained.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、薄膜(ほぼ単分子膜の
膜厚)で優れた潤滑性・耐摩耗性を有し、しかも固体潤
滑剤の場合には潤滑剤分子の凝集を抑制し、また液体潤
滑剤の場合にはスピンオフを抑制する結果、長期間にわ
たり優れた耐久性を維持することができる信頼性の高い
潤滑システムが得られる。特にヘッドの低浮上化に対応
した平滑な基板を用いた場合に、液体潤滑剤に特有のヘ
ッドとの吸着を発生させることがなく、良好な潤滑性と
充分な耐久性を有する。また、固体潤滑剤に特有な凝集
の問題もない。本発明による潤滑層を磁気記録媒体に適
用することによって、データ記録密度を増大させること
が可能となるとともに、長期にわたり信頼性の高い磁気
記録媒体を得ることができる。
According to the present invention, a thin film (substantially a monomolecular film thickness) has excellent lubricity and wear resistance, and in the case of a solid lubricant, the aggregation of lubricant molecules is suppressed. Further, in the case of a liquid lubricant, as a result of suppressing spin-off, a highly reliable lubrication system capable of maintaining excellent durability for a long period of time can be obtained. In particular, when a smooth substrate corresponding to the low flying height of the head is used, the liquid lubricant does not cause the adsorption to the head, which is characteristic of the liquid lubricant, and it has good lubricity and sufficient durability. Further, there is no problem of agglomeration peculiar to the solid lubricant. By applying the lubricating layer according to the present invention to a magnetic recording medium, it is possible to increase the data recording density and to obtain a highly reliable magnetic recording medium for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の潤滑層を用いた磁気記録媒体の概念断
面図である。
FIG. 1 is a conceptual cross-sectional view of a magnetic recording medium using a lubricating layer of the present invention.

【図2】本発明のホストゲスト錯体による潤滑層の構成
の原理を、ステアリン酸カリウムと18−クラウン−6
誘導体を例として用いて示した概念図である。
FIG. 2 shows the principle of the construction of the lubricating layer by the host-guest complex of the present invention, potassium stearate and 18-crown-6.
It is the conceptual diagram shown using the derivative as an example.

【図3】本発明のホストゲスト錯体による潤滑層の構成
の概念を、液体潤滑剤とクラウンエーテルを用いて示し
た概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the concept of the constitution of the lubricating layer by the host-guest complex of the present invention using a liquid lubricant and crown ether.

【図4】実施例2と比較例3における潤滑層のRAS法
によるFTIRスペクトルを示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an FTIR spectrum by a RAS method of a lubricating layer in Example 2 and Comparative Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 非磁性基板 2 磁性層 3 保護膜 4 潤滑層 1 non-magnetic substrate 2 magnetic layer 3 protective film 4 lubrication layer

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ホストゲスト錯体を含むことを特徴とす
る潤滑層
1. A lubricating layer containing a host-guest complex.
【請求項2】 ホストゲスト錯体が、静電相互作用によ
り金属イオンまたは有機イオンを可逆的にトラップする
機能を有する多座配位子をホスト化合物とする錯体であ
ることを特徴とする請求項1記載の潤滑層
2. The host-guest complex is a complex containing a polydentate ligand having a function of reversibly trapping a metal ion or an organic ion by electrostatic interaction as a host compound. Lubrication layer described
【請求項3】 ホスト化合物が固体表面上に被着されて
いることを特徴とする請求項2記載の潤滑層
3. The lubricating layer according to claim 2, wherein the host compound is deposited on the solid surface.
【請求項4】 ゲスト化合物として、ホスト化合物にト
ラップされる金属イオンに、該金属イオンと対イオンを
形成する末端官能基を有する潤滑剤分子を組み合わせて
用いることを特徴とする請求項2または3記載の潤滑層
4. The guest compound, wherein a metal ion trapped by the host compound and a lubricant molecule having a terminal functional group forming a counter ion with the metal ion are used in combination. Lubrication layer described
【請求項5】 ゲスト化合物として、潤滑作用を担う分
子骨格と塩基性末端基を備えた化合物を用いることを特
徴とする請求項2または3記載の潤滑層
5. The lubricating layer according to claim 2, wherein the guest compound is a compound having a molecular skeleton responsible for a lubricating action and a basic end group.
【請求項6】 請求項1から5いずれかに記載の潤滑層
を設けたことを特徴とする磁気記録媒体
6. A magnetic recording medium provided with the lubricating layer according to claim 1.
【請求項7】 非磁性基板上に磁性層、保護層及びホス
トゲスト錯体を含む潤滑層が順次形成されてなる磁気記
録媒体の製造方法において、ホスト化合物としての多座
配位子とゲスト化合物としての潤滑剤化合物とを溶解し
た溶液を基板に塗布することにより潤滑層を積層するこ
とを特徴とする磁気記録媒体の製造方法
7. A method for producing a magnetic recording medium comprising a magnetic layer, a protective layer and a lubricating layer containing a host-guest complex formed on a non-magnetic substrate in this order, wherein a multidentate ligand as a host compound and a guest compound are used as a guest compound. A method for producing a magnetic recording medium, characterized in that a lubricant layer is laminated by applying a solution in which the lubricant compound of
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JP5-241472 1994-07-11
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