TW527418B - Lubricant for recording medium - Google Patents

Description

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527418 五、發明說明（1 ) [技術領域] ， 本發明有關用為大容量記錄媒體的硬碟、或 影帶記錄機用、數位錄影卡帶用的金屬氣相沉積帶等的記 錄媒體用之潤滑劑°本發明適合使用為在使用開始時及停 止時使記錄媒體與記錄，再生用元件將接觸的構造的接 觸•起動•停止(CSS:C輪et. start.st()p)方式之記錄 》裝置中，作為圯錄媒體的硬碟之表面潤滑劑。 [背景技術] 近來，網際網路、企業網路、區域網路等普及而僅進 入⑽：)網路即可簡單取出資訊。如此扮_體時代的 角色 有外部記憶裝置。至於既有之大容量外部記憶 裝置較般眭者，有在強度高的圓形基板（硬碟）上設置 記錄媒體層並使此硬碟高速回轉以動作記錄•再生用元件 (磁頭」ead)的方式，即所謂⑶方式者。就硬碟而言， 有固定式磁襟、光碟、光磁碟等。此中最普及者乃係使用 固定式磁碟的裝置。 如不改變此等外部記憶裝置之尺寸而進行大容量化 時必須例如增加記錄媒體層之面記錄密度。為此，必須 將位元大小（blt Slze)改小並使磁頭儘量接近記錄媒體。為 改小磁頭與磁碟之間的間隙，必須將磁碟表面之凹凸改 J例如欲將間隙作成100 以下，則必須使凹凸作成 、-、下而，如提咼磁碟表面之平滑性，則另一方面， 磁，將I易吸附在磁碟面。又，如欲得高速回應性，必須 提门位元轉送速度以及磁碟之回轉速度。例如3 5吋硬碟 ‘紙張尺度翻準（cns)a4規格⑵㈣π ) --j—---' ^-----：----^---------^ rtt先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 311485 527418 A7 -—________ B7.____ 五、發明說明（2) 之最高回轉數需要有5400至7200 rpm而磁碟周邊部之磁 頭通過速度到達125 1ίΐη/1ιΓ。但，如上述的變更，均會大幅 增加磁碟與磁頭之接觸或然率及摩耗，且降低信賴性。 為謀對策並保護磁碟表面及磁頭，最簡便的方法係增 加對磁碟保護膜表面的潤滑劑之塗佈量。然而，如增加潤 滑劑之塗佈量則不但潤滑膜之滑動阻抗會增大，還會增大 潤滑劑之吸附作用並引起轉軸馬達（spindle m〇t〇r)之停曰 轉•燒損。如為降低滑動阻抗而使用低黏度之潤滑劑時，· 則潤滑劑將在磁碟之高速回轉時從保護膜上移動•消失而 引起磁碟與磁頭之接頭破損。簡單而言，潤滑劑係在設置 於硬碟上的保護膜上作成分子厚度均勻的潤滑劑膜，以降 低硬碟回轉時及裝置之起動•停止時所產生的摩擦及摩 耗。如欲保護磁碟及磁頭，則必須要有滑動阻抗小、與保 遵膜之間的結合力大、摩擦係數小、化學安定性、熱安定 性、耐蝕性大，具有-lot以下的低溫潤滑能力、能在低蒸 氣壓下超薄膜化的潤滑劑。硬碟用潤滑劑必需為在css耐 久性2萬次以下沒有摩擦係數變化者。亦即，在css反覆 試驗中，必須在超過2萬次以後仍沒有磁頭燒結或在磁碟 不受傷痕等異常，且摩擦係數之變化在〇 3以下者。 現行硬碟之表面保護膜，從化學安定性、強度、超薄 膜化、平滑性等之觀點，係使用鑽石狀碳（DLc、Diam()nd Like Carbon)保護膜。該保護膜係從其構造即可明白，由 於大部分係屬於碳之故，其化學結合性小，附著力僅靠極 少量混在的氩以及與氮原子之間的氫結合或范德瓦耳斯力 --------裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 311485 527418

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) (van del waal’s force)等之互相作用。 因此，潤滑劑一般係屬於全氟烷基聚醚低聚合物（以了 簡稱「PFPE」）（摩擦學月刊（tibology) No. 99, 11月號，第 37至38頁，1995)。PFPE具備有來自氟碳的低表面能量、 化學不活性、低蒸氣壓、熱安定性，惟有因低表面能量之 故與保護膜表面間的結合力弱、因磁碟回轉之離心力而潤 滑劑將從保護膜上移動•消失的缺點。在現狀下，為了抑 制此種缺點，有使用第二成份之添加劑之提案（USP - 4871625)，惟因來自PFPE之氟破的低相溶性之故會引起 相分離以致無法得到充分效果。因此，為賦與PFPE結合 性，有在PFPE主鏈之端部或中央部導入羥基、醯胺基等 之官能基的商品（奥西蒙社FOMBLIN Z衍生物），惟此等具 有活性氫的官能基可能因與磁頭之間的摩擦而降低化學安 定性。 本發明之目的在於提供具有良好的CSS耐久性的硬碟 用潤滑劑。 [發明揭示] 本發明有關以式（1)表示的鱗酸肌酸（phosphagen)化合 物為有效成份的記錄媒體用潤滑劑。 [N= P [〇(C6H4)~ (A)z- R] a [〇CH2(B)xH]b]y (1) [式中，A為-C6H4-或-〇C6H4-，B為含氟伸烷基，r為 氫原子、氟原子、C1-4烷基、CV4烷氧基、cv4鹵烷基，a 及b為〇至2之實數而a+b=2，x為1、2、3或4，y為 3或4，z為0或1。] ^-----：----^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 3 311485 527418 A7 B7 五、發明說明（4 ) 本發明化合物之良好C S S耐久性，係基於日本特願昭 57-47680號等之多數先行文獻中揭示的化合物（1)之良好 的潤滑劑性能和高特壓（extreme pressure)以及對DLC保護 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 膜的良好的附著力者。在此，對DLC保護膜的良好附著力 可能係被所鄰接的氟原子極化（polarized)氟碳末端之氯和 DLC保§蔓膜之氮以及氣原子之間的相互作用（interaction)， 與鱗酸肌酸環和DLC保護膜之間的相互作用之相乘效果 所致者。 ， 在以本發a月式（1)表示的磷酸肌酸化合物中，B之含氧 伸烷基較佳為碳原子數1至6之直鏈或分枝狀者，在其構 造上可具有醚結合。B可例舉CF2、CF2CF2、CF2CF2〇、 CF2CF2CF2、cf(cf3)cf2、cf2cf2ocf2cf2o。 R之Cu烷基可例舉甲基、乙基、丙基、丁基等，Cl^ 之烷氧基可例舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等， 鹵烷基可例舉經氟、氣、溴取代之上述烷基的基。 本發明中，R之個數為1至5，較佳為1至2。亦即， 1至5個R可取代在A之伸苯基或羥伸苯上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此等磷酸肌酸化合物，係例如在特開昭58-164698號 公報、特開昭62-265394號公報、特開昭63-103428號公 報、美國專利第4613548號說明書等所記載之公知化合 物，可藉由例如使鱗氮基齒化物之低聚合物與酚類之驗金 屬鹽、氟化醇類之鹼金屬鹽起反應而製造之。在此，磷氮 基鹵化物之低聚合物可例舉磷氮基氣化物之三聚物、磷氮 基氣化物之四聚物等或此等混合物。又，酚類可例舉酚、 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) 4 3ΤΪ485 527418 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（5 ) 甲紛、甲氧紛、三顏、 一虱甲虱基酚、3_羥基苯川三氟化物、其 他USP4613548號記盤去。备 产 戰者虱代醇類可例舉1，1，3_三氫全 氟丙醇、1，1，5·三氣全說六痕莖 氣戍転等之1，1，ω-三氫全氟醇等或 此與2,2,3,3,3-五氟丙醇的混合物等。 製造時，藉由適當變更紛類及氣代醇類之種類及使用 量而可得具有所期望之3、^、以值的式（1)之磷酸肌 |酸化合物。 本發明中，可將式（1)之磷酸肌酸化合物直接作為潤滑 劑使用，或亦可將式（1)之磷酸肌酸化合物溶解於適當有機 溶劑中使用。有機溶劑可例舉甲苯、二甲苯等之芳香族烴、 二氣甲烷、氣仿、ill三氣乙烷、u，2_三氣乙烷、三氣 三氟乙烷（氟隆（fl〇n)U3)等之鹵化烴、二乙基醚、二甲氧 基乙烷、二噚烷、四氫呋喃等之醚、醋酸乙酯、丁酸乙酯、 醋酸戊酯等冬酯、環己烷、環庚烧、環辛烷等之脂環族烴、 _二甲基甲醯胺、二甲亞楓，此等之2種以上之混合溶劑等。 又’本發明之式（1)之磷酸肌酸化合物，可與其他潤滑 油，例如全氟聚醚等之氟油、聚苯基醚系合成油、其他磷 酸肌酸化合物併用。上述氟油可例舉 hoch2cf2o (cf2cf20) r (cf2o) s CF2CH2OH、 r=5 至 30、s=5 至 30 3,4-亞甲二氧苯甲基-〇Ch2CF2〇 (cf2cf2〇) r (CF20) s CF2CH2〇-3,4-亞甲二氧苯甲基、 r=5 至 30、s=5 至 30 CF3CF2CF2〇 (cf2cf2cf2o) t CF2CF3、 ^----------^---------^ C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 311485 527418 A7 B7 五、發明說明（6 ) t= 10 至 30 ' 等。 上述I苯基_系合成油可例舉雙（間·苯氧基苯氧基） 本之異構體混合物'或者以 式

(R2)v (R1、R2為氩原子或碳原子數8至24之烴基、u、v為〇邊 整數而u+v=l至4)表示的烷基二苯基醚等。 其他磷酸肌酸化合物可例舉 [N=P{〇CH2(CF2CF2)pH}2]q (式中，p為1、2、3或4，q為3或4)、 [N= P(〇CH2CF3)(〇CH2CF2CF3)]3 式（1)之碟酸肌酸化合物與其他潤滑油之調配比例可 適宜決定之，惟通常為對式（1)化合物1重量份，其他潤讀 油為0 005至2〇〇重量份、較佳為1至100重量份，更佳 為4至50重量份。 本發明之潤滑劑通常以在DLC保護膜上形成薄膜使 用之。本發明潤滑劑之薄膜形成係依照公知方法，可依你 如塗佈等方法實施之。當本發明之潤滑劑塗佈於具有dl( 保護膜的硬碟時，可採用旋塗法（spin c〇ating)、浸塗法 coating)等方法。其膜厚並不特別限定，惟通常可為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21Q x 297公髮 --------------裝i — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 527418 A7 --------— R7___ 五、發明說明（7 ) 200 A較佳為ig至。另外，由、於膜厚之調整將因 有機溶劑蒸氣壓、式⑴之碟酸肌酸化合物濃度，乾燥溫度 :等而變化之故，因此可藉由適宜選擇所使用的有機溶劑或 者調整濃度或乾燥溫度而實施之。 [實施發明的最佳形態] 以下舉出實施例及比較例，以具體說明本發明。 _實施1至π及比鲂例1 $ 4 將硬碟浸潰在甲苯500ml中經溶解表1記載之化合物 lg後，取出並於12(TC乾燥3〇分鐘，且在硬碟上形成膜厚 20至30A之薄膜。將此薄膜供下述試驗。 潤滑劑之性能試驗，係使用經改造為能從施加至磁頭 的力i測疋摩擦係數的實際驅動機，實施測定因c s s反覆 試驗引起的起動時之摩擦係數變化。Css循環（CyCie)係將 磁頭接觸磁碟表面的狀態啟動，在磁頭經浮上的狀態下到 _達預定回轉數3600 rpm後，再度磁頭接觸磁碟表面的狀態 停止為止的行程以33秒鐘進行，並將此作為一循環。硬碟 係在3.5吋之濺鍍製作的記錄媒體上使用電漿cvd(化學 氣相沈積）製作200至300 A之DLC保護膜者，而為提升 表面平滑性，未施予紋理（texture)。磁頭係單塊（m〇n〇lithic) MIG (metal in gap，間隙内金屬）而荷重為7 5g。css試驗 之壽命判定係以動摩擦係數超過0·6的時間點。表2顯示I 其特性。 ^---------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7 311485 527418 A7 B7 五、發明說明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表1 潤滑劑 化合物 a b X y z R B 實 施 例 1 1 1 1 3 0 Η CF2CF2 2 0.5 1.5 2 3 0 Η cf2cf2 3 1 1 2 3 0 Η cf2cf2 4 1 1 3 3 0 Η cf2cf2 5 1 1 4 3 0 Η cf2cf2 6 1 1 2 4 0 Η cf2cf2 7 1 1 2 3 0 ch3 cf2cf2 8 1 1 2 3 0 och3 CF2CF2 9 1 1 2 3 0 cf3 cf2cf2 10 1 1 3 3 0 cf3 cf2cf2 11 1 1 2 4 0 ch3 cf2cf2 比 較 例 1 0 2 1 3 0 cf2cf2 2 PFPE-OH 3 NF-10 4 無 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 8 311485 527418 A7 B7 五、發明說明（ 表2 低速摩擦 係數初期 CSS壽命 (循環） μ = 0.6 硬碟之狀態 1 0.183 20000 無異常 2 0.181 23000 無異常 3 0.184 25000 無異常 實 4 0.184 28000 無異常 5 0.198 26000 無異常 施 6 0.195 24000 無異常 例 7 0.190 24000 無異常 8 0.197 22000 無異常 9 0.182 29000 無異常 10 0.185 32000 無異常 11 0.201 20000 無異狀 比 較 例 1 0.133 2600 起動μ超過 2 0.300 6000 起動μ超過 3 0.120 2200 起動μ超過 4 0.296 10 磁頭黏著、傷痕 R之取代位置係間-位。 PFPE-OH :平均分子量約2000之 I-----；----^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 F[CF(CF3)CF20] n CF(CF3)CH2OH NF-10 ： [N= P(OCH2CF3)(OCH2CF2CF3)]3 實施例12至20 使用表3記載之化合物替代表1記載之化合物以外， 其他則按同樣方式進行實驗，並將其結果列於表4。 311485 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 527418 A7B7 五、發明說明（1G ) 表3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 潤滑劑 化合物 a b X y z A R B 實 施 例 12 1 1 2 1 -0C6h4- H CF2CF2 13 1 1 3 3 1 _0C6h4- H cf2cf2 14 4/3 2/3 3 3 1 _0C6h4- H cf2cf2 15 1 1 4 3 1 -0C6h4- H cf2cf2 16 1 1 3 4 1 -0C6h4- H cf2cf2 17 1 1 3 3 1 -〇c6h4. ch3 cf2cf2 18 1 1 3 3 1 -〇c6h4_ cf3 cf2cf2 19 1 1 2 3 1 _c6h4· H cf2cf2 20 1 1 3 3 1 •c6h4- H cf2cf2 表4 低速摩擦 係數初期 CSS壽命 (循環） μ = 0.6 磁碟之狀態 12 0.185 22000 無異常 13 0.185 27000 無異常 實 14 0.180 25000 無異常 15 0.192 25000 無異常 施 16 0.195 23000 無異常 例 17 0.198 26000 無異常 18 0.184 31000 無異常 19 0.188 20000 無異常 20 0.189 21000 無異常 [產業上之利用可能性] 本發明可提供具有良好的CSS耐久性的記錄媒體用潤滑 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 311485 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 527418 A7 五、發明說明（U ) 劑本發明係作為屬於大容量記錄媒磕的固定式磁碟、 ㈣等之硬碟、或8毫米錄影帶記錄機用、數位錄 〜卡T用所使用的金屬氣相沉積帶等之記錄媒體用之潤滑 劑有用。 ^-----^----^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311485

Claims (1)

1. 527418

   第89110135號專利申請案 申凊專利範圍修正本 (91年5月7曰） 1· -種記錄媒體用潤滑劑，係以式⑴表示的鱗酸肌酸 (Phosphagen)化合物為有效成份者 [N=P [〇(H)-(A)z-R] a[〇CH2(B)xH]b]y (1) [式中，A為_C6H4_或_OC6H4_B為含氟伸烷基，R為 虱原子、氟原子、Ci·4烷基、Ci 4烷氧基、Cw鹵烷基， a&b為0至2之實數而a+b=2，x為1、2、3或4， y 為 3 或 4，2*04”。 2.如申清專利範圍第j項之潤滑劑，其中z = 〇。 3·如申請專利範圍第丨項之潤滑劑，其中z=1。 4·如申請專利範圍第1項之潤滑劑，復包括其他潤滑油作 為有效成份者。 5.如申請專利範圍第4項之潤滑劑，其中其他潤滑油為全 氣聚謎、聚笨基醚系合成油、磷酸肌酸化合物。 6·如申請專利範圍第5項之潤滑劑，其中全氟聚醚為 經 濟 部 中 央 標 準 局 員 X 福 利 委 員 會 印 製 HOCH2CF2〇 (CF2CF20) r (CF20) s cf2ch2oh > 5 至 30、5 至 30 3，心亞甲二氧苯甲基-0CH2CF20 (CF2CF20) r (CF20) s CF2CH2〇-3,4_亞甲二氧苯甲基、 Γ= 5 至 3〇、5 至 3〇 CF3CF2CF2〇 (cf2CF2CF20) t CF2CF3、 t= 10 至 3〇 0 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21G x 297公髮） 1 311485 527418 H3 7 ·如申請專利範圍第5項之潤滑劑，其中聚苯基醚合成油 為雙（間-苯氧基苯氧基）苯之異構體混合物，或者以 式

   (R1、R2為氫原子或碳原子數8至24之烴基' u、v為〇 或整數而u+v=l至4)表示的烷基二苯基醚。 8·如申請專利範圍第5項之潤滑劑，其中磷酸肌酸化合物 為[N=P{〇CH2(CF2CF2)pH}2]q (式中，p為1、2'3或4，q為3或4)、 或者為 [N=P(〇CH2CF3)(OCH2CF2CF3)]3。 9.如申請專利範圍第1項至第8項任一項之潤滑劑，其中 潤滑劑係以碳保護膜施予表面被覆的硬碟用者。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 2 311485