TWI362657B - Lubricant, magnetic recording medium and head slider - Google Patents

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TWI362657B
TWI362657B TW095125238A TW95125238A TWI362657B TW I362657 B TWI362657 B TW I362657B TW 095125238 A TW095125238 A TW 095125238A TW 95125238 A TW95125238 A TW 95125238A TW I362657 B TWI362657 B TW I362657B
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Hiroshi Chiba
Masaaki Sasa
Yukiko Oshikubo
Keiji Watanabe
Eishin Yamakawa
Takeshi Tokairin
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Fujitsu Ltd
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Description

九、發明說明: 相關申請案之對照來考,料 *本申清案係Y先前之日本專利巾請案第2⑻6 G51443號 案(2006掏28日1巾請’其全㈣容在此被併減供參考之 用)為基礎,且請求其優先權之益處。 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關於一種用於磁性記錄裝置之潤滑劑。 相關技術之描述 於磁H。己錄裝置,裝設記錄轉換器(於本發明中亦簡單 稱為磁頭)之磁頭浮動塊於為磁性記錄媒體之硬碟上浮動 時讀寫資訊。 磁頭與用於記錄(書寫)或複製(讀取)硬碟上之磁性資 訊之磁性層間之距離係稱為磁性間隔。記錄密度改良愈 多’磁性間隔愈窄。另—方面,需要具有較高之硬碟旋轉 速度以便增加資訊轉移速度。Φ於近年來於記錄密度及資 訊轉移速度之增加,較低浮動高度錄冑㈣速度之趨勢 係由於現今之磁頭飛行高度(亦稱為磁頭浮動高度)於10 nm 等級且旋轉速度係於15 000 rpm/分鐘(rpm)而向前推進。 關於硬碟機,潤滑劑一般係以約1至約2之厚度塗敷於 磁碟及磁料動塊上,以升高硬碟機之可靠性。此湖滑劑 降扈磨擦及磨損,且避免於磁頭接觸碟片時發生脫序。 因為潤滑劑之膜厚度係磁頭飛行高度之約1〇%,此厚 1362657 度轉變成對於磁性間隔係不能被忽略之因素(例如,見X,
Ma 等人之 I.E.E.E. Trans. Magn” 2001,第 37 冊第 1824 頁)。因此,為了改良記錄密度,使潤滑劑之膜厚度變得更 小以減少磁性間隔係變重要。 但是,潤滑劑之分子尺寸具有特定限制,因此不可能 使潤滑劑之膜厚度小於一分子層之膜厚度,或—分子層膜 厚度,更小之潤滑劑。雖然可使此平均值比此更小,但會 造成減少之潤滑劑覆蓋。
已知潤滑劑之一分子層之膜厚度係藉由潤滑劑之分子 10量決定(例如,見X. Ma等人之”化學物理期刊(J〇umal 〇f
ChemicalPhysics),’,1999,第 110冊,3,129-3,137頁)。因此, 可藉由使分子量變更低而使一分子層之膜厚度變更小。
但是’若潤滑劑具有較低分子量,則其更易蒸發。此 外,其於較高旋轉速度時更易消散。因此,現今,對於更 Μ小分子之努力於考量HDI(磁頭碟片界面)性質,諸如,於高 速旋轉時損失潤滑劑,亦具有其本身限制。因此,需要具 有一種能提供足夠小之-分子層膜厚度之潤滑劑,即使當 其具有高分子量時,以便超越此極限。 此外’硬碟機被用於從低溫至高 20 環境,具有較高黏度之潤滑劑—般於高溫時產生較佳财久 ^。增加黏度可藉由具有較高分子量或藉由使用具有具較 二極性之端基之潤滑劑而達成。但是,若分子量較高時, ^子層之膜厚度會較大,使其科適於達成較低之飛行 〜°再者’絲驗糾,由於料等㈣成之潤滑劑 6 損失於低溫時會較顯著,使磁性記錄媒體及磁頭之财久性 變壞。 本發明之目的係解決此等問題,且發展出一種使潤滑 劑層之膜厚度極小(即使於使用之潤滑劑具有高分子量時) 及能增加於廣泛溫度範圍環境之可靠性且未損失飛行安定 性之技術。本發明之其它目的及優點於下列解釋中將會被 闡明。 【發明内容】 發明概要 依據本發明之一目的,一種/包含含氟之聚合物及具有 關係式:Y<-l.4475X+2.8i5之潤滑劑被提供,其中,Y谗 -23°c時之擴散係數(單位:pm2/s)之自然對數;且X係2〇0C 時之黏度(單位:Pas)。 依據本發明之另一方面,提供一種潤滑劑,其包含具 有以化學式1表示之結構且於相鄰極性基間具有具不少於 500之數平均分子量之分子鏈之含氟聚合物。 H-iCX2)m. (YZ)n}-CXd,Y(i i))«H …⑴ [於化學式1,m&n每一者係不少於〇之實數(其中,〇1及11不 同時為0); UXZ)m,(YZ)n}S指示結構單元xz及結構單元 YZ可相互呈無規順序或嵌段順序;相似地,(χδ,γ(ι…)係指 不結構單元X及結構單元γ可相互呈無規順序或嵌段順 序;δ係不少於〇且不多於1之實數;且X、γ及z之化學結構 係依序顯示於化學式12、13及14(其中,X、γ及ζ之每一氫 可以具朴3财之有機基(其可包含一鍵鍵,且亦可包含一 或二個極性基及氟作為其氫之取代基)取代, -ο CH2CH2〇)eCH2CF2〇 CF2CF2〇)p {於化學式12,a、b、p及q每—者係不少於〇之實數(其中, p及q係不同時為0);且CF2CF2〇及CF2〇之結構單元可相互 呈無規順序或嵌段順序,
Pol I
Pol {於化學式13,C、d、r及s每一者係不少於〇之實數(其中,r 及s係不同時為0) ; ChCFW及CFW之結構單元可相互呈無 規順序或嵌段順序;且Pol係於化學式中彼此個別地,且與 其它化學式彼此個別地係極性基}, -C HgCHCH^- _ (14)
Pol (於化學式14,P〇i係與其它化學式彼此個別係極性基卜 藉由使用上述各方面,提供一種潤滑劑,其產生具足 夠小之-分子層膜厚度之潤滑劑層,即使當潤滑劑具^高 分子量。當此潤滑劑被使用時,可使潤滑劑層之膜厚产^ 成極小,即使當潤滑劑具有高分子量時,且増加於廣=溫 度範圍環境之可靠性且不會損失飛行安定性。上述各方面 可結合使用。 關於上述各方面及其結合,較㈣含氣之聚合物之平 均分子量係不少於2,000,且不多於12,000 ; P〇l係羥基;含 氟之聚合物之相鄰極性基間之分子量之數平均分子量係不 多於3,000 ;含氟之聚合物具有具以化學式3表示之結構之 端基, -R.............(3) (於化學式3,R係極性基或烴基); 化學式1之CF20及C2F40之結構單元之部份或全部係以以 化學式4及5表示之結構之一取代; -CF2CF2CF2..........(4) -CFCF,- © 含氟之聚合物不具有除羥基外之極性基;且含氟之聚合物 於分子内於分子鏈之中間區段具有平均為ΐ·〇至1〇.〇個羥 基。
I 依據本發明另一方面,提供一種潤滑劑’其包含藉由 使具有以化學式2表示之結構之化合物與表氣醇反應而形 成之含氟之聚合物,其具有不少於2,000且不多於12,0〇〇之 數平均分子量’且於分子内於分子鍵之中間區段具有平均 為1.0至10.0個羥基。 HO(CH2CH2O)xCH2CF20(CF2CF20V(CF20)q,.CF2CH2(0CH {於化學式2 ’ p"、q"、X,及y彼此個別係不少於0之實數(其 中,p"及q"不同時為〇);且CF2CF20及CF20之結構單元可相 互呈無規順序或嵌段順序}。 1362657 藉由此方面,提供一種潤滑劑,其產生足夠小之一分 子層之膜厚度,即使當潤滑劑具有高分子量時。當此潤滑 劑被使用時,其可具有當潤滑劑具有高分子量時產生極小 之膜厚度之潤滑劑層,且可增加於廣泛溫度範圍環境之可 5 靠性且不會損失飛行安定性。 較佳係潤滑劑包含藉由使具有以化學式2表示之結構 之化合物及表氣醇反應,其後與縮水甘油反應而形成之含 氟之聚合物;含氟之聚合物具有以化學式3表示之結構之端 基, 10 -R...........(3) (於化學式3,R係極性基或烴基); 化學式2之CF20及C2F40之結構單元之部份或全部係以以 化學式4及5表示之結構之一取代; -CF2CF2CF2..........(4)
15 -cfcf2- u 6) 此潤滑劑包含非此含氟聚合物之含氟化合物;且非此含氟 聚合物之含氟化合物係至少一選自具有以化學式9、10及11 表示之結構之化合物所組成族群之化合物, R1CF20-(CF2CF2〇)p'-(CF2〇)q'-CF2-R2......(9) 20 R1 -0-(CF2CF2CF20)r,-CF2CF2-R2......(10) 10 1362657 r- (CFCF2〇) 8. - CFR2 (於化學式9-11,Ri及R2於化學式中彼此個別且於與其它化 學式獨立之每—化學式中係選自經基、致基、胺基,及填 氮稀環所組成族群之基,包含作為一取代基或多個取代基 之或夕個選自沒基、缓基、胺基,及碟氮稀環所組成族 群之基之單價脂族烴基,可包含幾基、喊基,或幾基及謎 基’可包含雙鍵、三鍵,或雙鍵及三鍵,且可為分支,及 每一者具有作為-取代基或多個取代基之一或多個選自經 基羧基胺基,及碟氮烯環所組成族群之基之單價芳香 族烴基及單價雜環芳香族烴基;P,、q,、每-者係正實 數’且化學式9-U中之每一結構單元於每一化合物之結構 内可相互呈無規順序或嵌段順序)。 15
(ID 據本《月之其它方面,提供_種磁性記錄媒體其 包含一磁性層、—位於磁性層上之保護層,及-位於保護 層上之磁性記錄媒體潤滑劑,其中,磁性記錄媒體潤滑劑 層係藉由塗敷上相滑劑而形成;及1頭浮減,其裝 用於«錄貝Λ至磁性記錄媒體及/或自此磁性記錄媒 體複製貝。fl之δ£ί錄轉換器,磁頭浮動塊於面向磁性記錄媒 體之表面上具有-保護層及—藉由塗數如上所述之潤滑劑 而形成之磁頭浮動塊潤滑劑層。 述各方面,提供一種磁性記錄媒體、磁頭浮動 塊及磁|±。己錄裝置,其產生具極小膜厚度之潤滑劑層, 11 20 1362657 供給於廣泛溫度範圍環境之增加可靠性且不會損失飛行安 定性。 本發明提供一種潤滑劑,其產生一足夠小之一分子層 膜厚度’即使當其被高度聚合時。當此潤滑劑被用於磁性 5 5己錄裝置之磁性記錄媒體潤滑劑層及磁頭浮動塊潤滑劑層 時,其可減少潤滑劑層之膜厚度至極小,且可增加於廣泛 溫度範圍環境之可靠性且不會損失飛行安定性。 圖式簡單說明 第1圖係顯示附接至欲以極性基,P〇丨,塗覆之表面之 10 含乱之聚合物之狀態之示意圖; 第2圖係顯示附接至欲以極性基,p〇1,塗覆之表面之 含#1之聚合物之狀態之另一示意圖; 第3圖係顯示附接至欲以極性基,P〇1,塗覆之表面之 含氟之聚合物之狀態之另一示意圖; 15 第4圖係例示如何記算相鄰極性基間之分子鏈之數平 均分子量之圖; 第5圖係實施例1提供之化合物之圖; 第6圖係實施例1提供之化合物之iHNMR圖; 第7圖係實施例1中提供之化合物之i3CN]V[r圖; 20 第8圖係實施例1中提供之化合物之19FNMR圖; 第9圖係顯示潤滑劑臈厚度之截面分佈之藉由摘圓則 厚儀獲得之圖; 第10圖係顯示相鄰羥基間之結構部份之數平均分子量 (Me)與一分子層膜厚度間之關係之圖; 12 1362657 第11圖係顯示滑動測試結果之圖; 第12圖係顯示滑動測試結果之另一圖; 第13圖係顯示TDV及TOV測試結果之圖; 第14圖係顯示TDV及TOV測試結果之另一圖; 5 第15圖係顯示潤滑劑之依溫度而定之黏度性質之圖; 第16圖顯示剛塗覆後立即之膜厚度分佈之圖; 第17圖顯示於塗敷後140小時之膜厚度分佈之圖; 第18圖顯示剛塗覆後立即之膜厚度分佈之圖; 第19圖顯示於塗敷後140小時之膜厚度分佈之圖; 10 第20圖係顯示20°C時之黏度及23°C時之擴散係數之自 然對數間之關係圖; 第21圖係顯示内結構之硬碟裝置之示意平面圖;及 第2 2圖係顯示磁頭與磁性記錄媒體間之關係之硬碟裝 置之示意截面圖。 15 【實施方式】 較佳實施例之說明 本發明之實施例於下係使用圖式、表格、化學式、例 子等闡釋。此等圖式、表格、化學式、例子等與闡釋係例 示本發明,且非限制其範圍。其它實施例當然係落於本發 20 明範圍内至其符合本發明意旨之程度。 於分子中間區段具有極性基之全氟聚醚已知係提供藉 此使較高分子量不會造成大於一分子層膜厚度之分子結構 之潤滑劑{(例如,見日本未審查專利申請案公告第 2003-162810號案(申請專利範圍))。但是,其特定分子結 13 1362657 構、分子量範军等尚未知。 研究結果’發現具有非全氟結構之特定結構之含氣聚 合物可製得具有極小膜厚度之潤滑劑層,即使其具有高分 子量,且當用於磁性記錄裝置之磁性記錄媒體之潤滑劑層 5及磁頭浮動塊潤滑劑層時,可提升於廣泛溫度環境之可靠 性而不會損失飛行安定性。 即,依據本發明之潤滑劑包含藉由使具有以化學式2 表示之結構之化合物與表氣醇反應而形成之含氟之聚合 物,其具有不少於2,000且不多於12,〇〇〇之數平均分子量, 10及於分子内於分子鏈之中間區段平均具有1.0至1〇 〇個羥 基。 HO(CH2CH20)xCH2CF2O(CF2CF2O)p"(CF2O)q,.CF2CH2(OCH2CH2)y〇H...(2) {於化學式2 ’ p、q、X,及y彼此個別係不少於〇之實數(其 中,p”及q”不同時為0);且CF2CF2〇及CFzO之結構單元可相 15 互呈無規順序或嵌段順序}。 於本發明’包含於下所描述,當以下標指示之符號表 示”實數時”’此"實數”係意指具有此結構之部份或化合物之 平均數。 任何已知方法可用於上述反應。除上述反應外,此含 2〇氟之聚合物亦可經由各種其它反應步驟及純化步驟獲得。 於分子鏈之中間區段存在之經基係自表氣醇衍生。分子之 終端結構大部份係羥基。 再者’依據本發明之潤滑劑可包含藉由使具有以化學 式2表示之结構之化合物與表氣醇反應’及其後與縮水甘油 14 反應而形成之含氟聚合物’其具有不少於2,咖且不多於 12’之數平均分子量,且於分子内於分子鍵之中間區段 具有1.0至10.0個經基。除上述反應外润滑劑亦可經由其 它反應步驟及純化步驟獲得。 5 ㈣已知方法可用於上述反應。分子鏈之中間區段之 經基係自表氣醇衍生。於分子鏈端部之 •CH2-CH(OH)-CH2-OH係自縮水甘油衍生。 終端之羥基可藉由使形成聚合物與適當化合物反應而 以其它基取代或封端。碘化甲烷、羧酸酐等可用於此取代 10或封端。藉此,含氟聚合物之終端基獲得以化學式3表示 之結構。OCOCH3、COOH、OCH3及OCH2CH3係極性R基之 例子,炫基係烴R基之例子。 -R..................(3) (於化學式3 ’ R表示極性基或烴基。) 15 再者,亦較佳者係依據本發明之含氟聚合物係藉由使 用以化學式2表示之化合物獲得’其中,化學式2之〇1?2〇及 C2F4〇之結構單元之部份或全部係以以化學式4及5表示之 結構之一者取代。 •CF2CF2CF2·· ······· *(4)
—CFCF
需注意相似於以化學式1表示之結構可藉由使表氣醇 及/或縮水甘油與包含以化學式4及/或化學式5表示之奸構 15 1362657 之可購得的含氟聚合物反應而合成。 藉由本發明’提供一種使一分子層之膜厚度呈足夠小 之潤滑劑’即使當潤滑劑具有高分子量時。認為於包含具 有此一結構之含氟聚合物之潤滑劑内,較佳地,存在於分 5子之中間區段之極性基(羥基)係與二分子端部及其附近之 極性基(經基)一起被附接至塗敷潤滑劑之表面(其後稱為欲 被塗覆之表面)’因此’分子不會上升高於經塗覆之表面, 且此作用可使潤滑劑層具有極小之膜厚度,即使當潤滑劑 具有高分子量時。 10 第1-3圖解釋此等狀態。第2圖係顯示其中於含氟聚合 物1之二端部具有極性基Pol之狀態之示意圖;第1圖係其間 於分子鏈之中間區段具有一極性基p01且於含氟聚合 一知部具一個之狀態;且第3圖係其中於分子鏈之中間區段 具有二極性基P〇l且於含氟聚合物丨之二端部具有二者之狀 15態。假設第1-3圖具有相同分子長度,可瞭解當於分子鏈之 中間區段具有極性基時,含氟聚合物之分子丨距離經塗覆之 表面2之距離L係較小。 因此,因為此研究,可認為包含具有以化學式丨表示之 結構,具有不少於2,000且不多κπ,οοο之數平均分子量, 20及於分子内於分子鏈之中間區段平均具有1·〇至10.0個經基 之含氟聚合物之潤滑劑可提供與如上所述潤滑劑之相似功 效,即使其係自未於上述之原料組成物述及之任何原料形 成。 ' 於任可上述情況,分子鏈之中間區段之羥基數於分子 16 内平均較佳係1.0-5.0。少於1.0時,一分子層之膜厚度易變 得較大。一典型情況,一分子層之膜厚度可超過2 nn^超 過10.0時,無特別之改良被達成。相反地,當含氟聚合物 之數平均分子量於其後描述之2,000-12,000之範圍時,典型 5上會造成其間太多經基存在於太短之分子鏈内且分子易由 於藉由羥基造成之分子間交互作用而黏合之狀態,造成潤 滑劑膜厚度變動(即,潤滑劑膜厚度會隨時間局部增加)。 於上述範圍’只要與欲被塗覆之表面之黏合順利,可 被認為依據本發明之含氟聚合物距經塗覆表面之距離L會 10 於與含氟聚合物距距經塗覆表面之距離L相同之等級,後者 之聚合物僅於端部具有極性基,且整個分子具有與前者聚 合物之極性基間之結構部份者相同值之分子量。 關於數平均分子量,少於2,000時,高溫時藉由耐久性 指示之遷移性質及膜厚度減少速度會變壞。再者,潤滑劑 15 於高度旋轉時更易消散。超過12,000時,黏度會太高,且 磁性記錄媒體及磁頭於低溫時之上述耐久性會變壞。 若上述說明被進一步推廣,當於分子鏈之中間區段存 在一或多個極性基時,可自於極性基間之分子鏈間之至少 一分子鏈之化學式重量之程度之觀點研究。 20 以此考量為基礎之研究結果,發現若下述要件被滿足 時,可使一分子層之膜厚度足夠小之潤滑劑可被獲得:若 非經基之極性基可自包含,例如,叛基、幾基、續酸基、 硝基,及腈基(但,不包含醚鍵)之已知極性基適當選擇,包 含於潤滑劑内之含氟聚合物具有以化學式1表示之結構, 17 1362657 …⑴ H-{(xz)m. (YZ)nJ-(xd,Y(i δ)),Η [{於化學式1,m及n母一者係不少於〇之實數(其中,爪及^ 不同時為0); {(XZ)m,(ΥΖ)η}指示結構單元χζ及結構單元 υζ可相互呈無規順序或嵌段順序;相似地,(Xs,Y(l s))指示 5結構單元X及結構單元Y可相互呈無規順序或嵌段順序;δ 係不少於0且不多於1之實數;X、丫及2之化學結構係依序 如化學式12、13及14所示(其中,χ、¥及2之每一氫可以具 有1-3個碳之有機基(其可包含醚鍵,亦可包含一或二個極性 基及氟作為其氫之取代基)取代, Q -〇 CH2CH2〇)eCH2CF2〇 CF2CF2〇)p CF2〇)qCF2CH2 ...(1¾ {於化學式12 ’ a、b、p及q每一者係不少於〇之實數(其中, p及q係不同時為0);且CF2CF2〇及CF2◦之結構單元可相互 呈無規順序或嵌段順序, ··· 03) CF2CF20)r CF.O.CF^H, OCH.CH^.CXH^HCH^ P。丨 Pol
15 {於化學式B,c、d、r及s每一者係不少於〇之實數(其中,r 及s係不同時為〇) ; cf2cf2o及CF2〇之結構單元可相互呈無 規順序或嵌段順序;且p〇l係於化學式中彼此個別地,且與 其它化學式彼此個別地係極性基},
-C
HgCHCHj …(14)
Pol 20 (於化學式14,Pol係與其它化學式彼此個別係極性基)]; 18 1362657 且相鄰極性基間之分子鏈之數平均分子量係衫於5〇〇。關 於依據本發明之含氟聚合物之分子量,不少於2,_且不多 於12,000之數平均分子量係較佳。相似於上述描述之理由 一般係可制於平均分子量之上下限,特別是對於磁性記 5 錄媒體。 極性基本身不被包含於相鄰極性基間之分子鏈之數平 均分子量之計算。當無分支結構存在於相鄰極性基之間 時,數平均分子量可由聚合物鏈上之相鄰極性基間之分子 鏈決疋。若無極性基之分支結構存在於相鄰極性基之間, 1〇分子量係於未計算分支結構而計算。若具極性基之分支結 構存在於相鄰極性基之間,當自分支結構上之極性基看時 之於相鄰極性基間之分子量亦被計算。於此情況,分子量 係於未計算自連接相鄰極性基之鏈部份分支之結構部份而 計算。例如,於第4圖之情況,]via、Mb及Me被計算。於第 15 4圖,Pol表示極性基。在此,於本發明中之”相鄰”一辭係指 如第4圖所示之於聚合物鏈(包含分支鏈)上之極性基與下一 極性基之關係。 具有其間於分子端部及其附近之極性基係彼此接近之 情況。若於一此情況存在於分子端部及其附近之相鄰極性 20基間之分子鏈亦被計算於數平均分子量内,相鄰極性基間 之分子健之分子量之變動會較大,可能使上述之不少於5〇〇 之要求不足夠。研究結果,發現若距分子終端五個碳内具 有二或更多個極性基(包含極性終端基),較佳係將其等成為 —將距分子終端之五個碳原子之部份處理為一極性基之 19 1362657 基’以便選擇滿足上述之"不少於5〇〇"之要求之含氣聚合 物。 當因而形成之數平均分子量少於5〇〇時,係難以使润滑 劑層之膜厚度呈極小’可能係因為由於極性基間之近距離 5而使聚合物之黏合易發生。更佳係使數平均分子量不少於 1,000。 具有以化學式1表示之結構之含氣聚合物可由一種或 多種組成。例如,當於化學式1中n=0且δ=1時,其具有無任 何Υ組&之結構’且當❿㈣時’其具有無任何X組份之結 10構。依據本發明之含氟聚合物可由具有此等結構之任一者 之含氟聚合物所組成,或射由此等之二相混合物組成。 "X、Υ及Ζ之每-氫可以具有卜3個碳之有機基(其可包 含醚鍵,且亦可包含一或二個作為其氫之取代基之極性基 及氟J取代一辭係意指以化學式丨表示之結構不僅可為以 15化學式1本身指示之"無任何分支之結構",亦可為具有分支 之結構,於此情況之分支可包含丨_3個碳,及介於碳間之 氧,且於此情況與碳鍵結之氫可以極性基及/或氟取代◊上 述Pol於化學式13巾之彼此與化學式13及14間個別係表示 極性基。於本發明,”極性基”一辭係如上所述指除醚鍵外 2〇之極性基。極性基之例子包含經基、叛基、幾基、續酸基、 T基’及腈基。-般而言’由輕易獲得之觀點,對系統之 〜響(諸如’腐姓)等而言’經基係較佳之極性基。於此情況, U圭係極性基僅係經基。再者,由輕易生產之觀點而言, 於許夕實施例’較佳係含氟聚合物不包含除化學式13及14 20 1362657 中之Pol外之極性基,且無分支結構被包含。 如於實施例中將解釋般,於上述情況之任—者中較佳 係含氟聚合物之相鄰極性基間之分子鏈之數平均分子量係 不多於3,000。發現當由平均值之觀點來看時,若相鄰極性 基間之結構部份之分子量超過3,〇〇〇時,潤滑劑層之膜厚戶 易較大,且因此,此值較佳係不多於3,0〇〇。 再者,有關具有此一結構之含氟聚合物,端基可以如
上相同方式具有以化學式3表示之結構。化學式3中之R之結 構可藉由任何已知方法引入。 再者’於化學式卜亦可使CF2〇及C2F4〇之結構單元之 部份或全部以藉由化學式4及5表示之結構之一取代。以此 等結構,表面能量等之減少係可被預期。 -CF2CF2CF2..........(4) —CFCF2— ·· © cf3 15 以化學式3、4及5表示之結構可藉由任何已知方法弓丨 入0 於上述之含氟聚合物,於分子内於分子鏈之中間區段 平均具有1.0至10.0個極性基(例如,羥基)之條件可除上述之 不少於5 G G之數平均分子量之條件外另外被使用或作為替 2〇代。依據本發明之潤滑劑可僅由任何之上述含氟聚合物組 成,或亦可包含其它聚合物。作為其它聚合物,非:述= 氟聚合物之含氣化合物係較佳。此等含氟化合物_係二 21 1362657 有對於潤滑劑之關於分子量、氟含量等所需之性質。作為 此一含氟化合物’至少一選自以化學式9、10及11所示者所 組成族群之化合物係較佳。其等係可購得。 R,CF20-(CF2CF20)p.-(CF20)q.-CF2-R2......(9) R1-〇-(CF2CF2CF20)r-CF2CF2-R2............(10)
(於化學式9-11,R1及R2於化學式中彼此個別且於與其 它化學式獨立之每一化學式中係選自羥基、羧基、胺基, 及鱗氮烯環所組成族群之基,包含作為一取代基或多個取 10代基之一或多個選自羥基、羧基、胺基,及磷氮烯環所組 成族群之基之單價脂族烴基’可包含羰基、醚基,或羰基 及醚基,可包含雙鍵、三鍵,或雙鍵及三鍵,且可為分支, 及每一者具有作為一取代基或多個取代基之一或多個選自 羥基、綾基、胺基,及磷氮烯環所組成族群之基之單價芳 15香族烴基及單價雜環芳香族烴基;p,、q,、r,及S,每一者係正 實數,且化學式9_llt之每一結構單元於每一化合物之結 構内可相互呈無規順序或嵌段順序)。 進步研究結果,發現撇開上述條件,即使當具極性 基之潤滑劑被用以增加用以使潤滑劑維持於基材上之性質 20時,潤滑劑之擴散係數及其黏度間之特定關係之存在會限 制潤滑劑膜厚度之變動。推測雖然認為此一潤滑劑膜厚度 變動係藉由因極性基造成之分子間交互作用產生之分子勒 22 合所造成,但分子之點合可藉由濁滑劑之擴散係數及其黏 度間之特定關係而限制至可接受之程度。
特別地,較佳係、包含含氟聚合物之潤賴具有關係 式.Υ<·1.4475Χ+2.815,其中,丫係抓時之擴散係數之自 5然對數;且X係歡時之黏度。更佳係其具有關係式:W 在此,擴㈣數係藉由半浸(_ dip)方法決定。單位 係一/s。枝方法係—種其㈣由輯錄輯劑時潤 滑劑被塗敷至碟片之-半’而非整個碟片,之方法。以此 塗敷,调滑劑隨著時間而移動(擴散)至未被塗覆之碟片表 面。由擴散輯平精消逝相之相簡之斜率被定義 ==數。黏度可以,例如’旋轉式黏度計等決定。〜 係作為單元。 上述關係式定義於諸如磁性記錄媒體、磁頭浮動塊等 15之基材上之移動性(擴散係數)及分子間交互作用(黏度)間 之關係’且指示具有小的分子間交互作用及於基材上難以 f動之潤__未黏合之趨勢。此關係㈣岐義此等 β此一條件—般可應用於包含含氟聚合物之满滑劑。但 2〇是’更有㈣應用於已於上述特別描述之各種含氟之聚合 ,因為可於較短時間内選擇有利之潤滑劑組成物。 >依據本發明之上述各義㈣可有利地聽安裝於磁 丨。己錄裝置之磁性記錄媒體及/或磁頭浮動塊上之潤滑劑 層。即,包含-磁性層、於磁性層上之一保護層,及於保 23 1362657 護層上之-磁性記錄媒體潤滑劑層之磁性記錄媒體 中,磁性記錄媒體潤滑劑層係藉由塗敷上㈣滑劑而形 成),及肋讀取及/或輯至磁性__及/或自豆㈣ 之磁頭浮動塊(其具有—保護層及_藉由使上述濁滑劑塗 5敷於面向磁性記錄媒體之側上而形成之磁頭浮動塊潤滑劑 層可使潤滑劑層之膜厚度呈極小,因此,可順從窄的磁頭 飛行尚度之要求。 10 15 20 料;錄·職於雜記錄媒體潤 滑劑層及磁頭浮動塊潤滑劑層上實行熱處理,以改良塗敷 至表面之潤滑狀表面均勻性及其與表面之㈣性。敎處 理較佳係'於7〇_峨之環境溫度實行⑹小時佳 =潤㈣物細。⑽及紫^ ’处之任H二者可被實施。可使用此二者,且先實 後進行f外線照射處理’以改良與欲被塗覆 錄媒體及^ =纽以依據本發明之騎劑塗覆之磁性記 自已知材料適㈣m任何材料可 度之親和力者1係_。 料具有某些程 依據本發明之磁性記錄裝置將 裝置作解釋》依據本發明之"磁性記錄裝置,,可硬碟 所有之使肖雜料 ^任何及 只要其等㈣林明 塊之魏記錄裝置, 〃本發明之概念相抵觸。 第21圖係顯示内部結構之硬碟裝置之示意平面圖;且 24 1362657 第22圖係顯不磁頭及磁性記錄媒體間之關係之示意截面圖 (藉由沿垂直於磁性記錄媒體之磁性層之方向截取而獲得 之圖)。 如第21圖所示,此硬碟機具有作為主要元件之一磁性 5記錄媒體1卜-具有-磁頭之磁頭浮動塊212…用於磁性 記錄媒體11之旋轉控制機構3(例如,主軸馬達)、一磁頭定 位機械4,及記錄/複製信號之處理電路5(讀/寫擴大器等 如第22圖所示,磁頭浮動塊212係藉由一懸浮器6及用 於可撓性地支撐磁頭浮動塊212之平衡環圈7而與磁頭定位 10機構4連接,且磁頭8係設於磁頭浮動塊212之尖端。磁頭浮 動塊保護層9及磁頭浮動塊潤滑劑層丨〇係設於磁頭浮動塊 之表面上。 磁性記錄媒體11由第22圖之底部係具有一基材12、一 Cr下層13、一磁性層14、一磁性記錄媒體保護層15、一磁 15性記錄媒體潤滑劑層16等。諸如種晶層之其它層可被提 供,但此等係自圖式省略。 實施你丨 下列係本發明之實施例及比較例之詳細描述。
1施你II 20 (潤滑劑之合成) 於500毫升之丙酮,添加100克之FOMBLINZDOL(其係 可蹲得((Solvay Solexis之產品,相對應於以化學式2表示之 結構,其中,\=丫=〇,分子量係2,〇20))及〇.125莫耳之表氣 醇。藉由使0.11莫耳之氫氧化鈉溶於5克之水而形成之水溶 25 1362657 液於充份攪拌下滴至混合物内持續10分鐘。混合物被加熱 及迴流8小時。 其後,丙酮係使用瘵發器蒸發,添加25克之三氟乙酸 及250毫升之水,且混合物於7〇τ攪拌3小時。沈積物被回 5 收,且以80°C之水清洗。 藉由ft-IR、丨HNMR、丨3CNMR,及,9FmiR決定此聚合 物具有以化學式丨表示之分子結構,其中,n=a=b=〇,且弘卜
第5-8圖顯示—些形成之光譜。由19FNMR,決定數平均分 子量係4,653,平均聚合度係214,且相鄰經基間之分子鍵 1〇之數平均分子量係i,·。可瞭解數平均分子量係將於下描 述之數平均分子量(Ml,M2,…)之平均值。 此外,上述聚合物潤滑劑接受使用二氧化碳之超臨界 流體且改變溫度及壓力之溶解及萃取。數平岣分子量 (Mn)、平均聚合度⑺、相鄰極性基(羥基)間之分子鏈(Ml 15 M2’…)之數平均分子量(Me),及經萃取之潤滑劑之—分子 内之平均羥基數係與分級物編號(Frl - Fr7)—起顯示於第j [第1表] 分級物,¾¾
實施例2 20 (一分子層膜厚度之測量) 26 1362657 一分子層膜厚度可如x. Ma等人於"化學物理期間 (Journal of Chemical Physics)”,1999,第 11〇冊,3 129 3 137 頁所述,自平頂結構(見第9圖中之A),其係於湖滑劑正被 流體化時出現(見第9圖)’經由以橢圓測厚儀觀察依時間而 5 改變之潤滑劑膜厚度之截面分佈,而獲得。 潤滑劑F r 4係藉由浸潰方法塗敷至硬碟之保護層之一 部份,且依時間而改變之潤滑劑膜厚度之截面分佈被觀 察。因此,如第9圖所示,平頂結構出現,且平頂之膜厚度 被決定係1.74 nm(即,一分子層之膜厚度)。第9圖之左邊部 10份之較小數值指示未塗覆潤滑劑之保護層表面。認為右邊 結構之數值大於平頂結構者係指示藉由二或更多個分子形 成之膜厚度結構。 以相同方式自?〇]^1^2〇〇1^(分子量係2,022)獲得 之數值係1.66 nm。換言之,發現依據實施例丨之含氟聚合 15 物具有約相同程度之一分子層膜厚度,即使分子量係係高 達FOMBLIN Z D0L之二倍或更多。此被認為係藉由潤滑劑 係以位向基材之極性基而與基材黏著之事實所造成。 然後,相鄰極性基(羥基)間之分子鏈(Ml,M2, ·...)之數 平均分子量(Me)與自經由如上解釋之橢圓測厚儀獲得之一 20 分子層膜厚度間之關係被繪製成第10圖。 因此,推定當數平均分子量高達3,〇〇〇時’一分子層之 膜厚度玎大至2.5 nm之數值》若一般認為之塗覆膜厚度最 佳係一分子層膜厚度之約80%於此被使用時’ Me為約3,000 之情況造成2nm之塗覆膜厚度。此數值以其促成之磁性間隔 27 1362657 及磁頭飛行安定性而言一般被認為係太大。因此,由Me之 觀點,此數值更佳係不多於3,〇〇〇。 在此,自表面自由能之測量結果決定塗覆表面之覆蓋 係足夠。換言之’ FOMBLINZDOL之表面自由能數值係23 5 mN/m ’於實施例1之Fr4含氟聚合物之情況係18 mN/m,此 係於足夠低之表面能量狀態。 實施例3 (潤滑劑之合成) 於500毫升丙酮,添加1〇〇克之fomBLIN Z DOL TX(其 10係可購得(Solvay Solexis之產品,分子量係2,000,X、y之平 均值係1.73,結構見化學式31))及0.125莫耳之表氣醇。藉由 使0.11莫耳之氫氧化鈉溶於5克之水而形成之水溶液於充份 授掉下滴至混合物内持續1 〇分鐘。混合物被加熱及迴流8小 時。 15 其後,丙酮係使用蒸發器蒸發,添加25克之三氟乙酸 及250毫升之水,且混合物於7(rc攪拌3小時。沈積物被回 收,且以80°C之水清洗。 H-O CH2CH2〇),73CH2CF2〇 CF2CF2〇)p CF2〇)qCF2CH2 ΟΟΗ,ΟΗρ,^Ο-Η …(31) 20 藉由FT_IR、lHNMR、13CNMR,及I9FNMR決定此聚合 物具有以化學式32表示之分子結構。由,決定數平 均分子量係4,138,平均聚合度係1.98,且相鄰羥基間之分 子鏈之數平均分子量係1,780。可瞭解數平均分子量係將於 下描述之數平均分子量(Ml,M2,…)之平均值。 28 1362657 H-i(XZ)〇88-(X)}-H ---(32) 此外,藉由合成而獲得之潤滑劑接受使用二氧化碳之 超臨界流體且改變溫度及壓力之溶解及萃取。數平均分子 量(Μη)、平均聚合度(r)、相鄰極性基(羥基)間之分子鏈(Ml, 5 M2,…)之數平均分子量(Me),及經萃取之潤滑劑之一分子 内之平均羥基數係與分級物編號(FrlT - Fr6T)—起顯示於 第2表。 [第2表] 分級物 Μη Γ Me OH/分子 FrlT 1345 1.11 950 2.1 Fr2 T 1740 1.3 1100 2.3 Fr3 T 2283 1.44 1370 2.4 Fr4 T 4013 1.98 1870 3.0 Fr5 T 9160 2.95 3000 4.0 Fr6 T 10769 4.34 2410 5.3 實施例4 10 (飛行性質之評估) 實施例1獲得之潤滑劑(F r 4)係藉由浸潰方法塗敷至硬 碟之保護層,且滑動測試被實行以評估飛行性質。潤滑劑 之塗覆厚度係1.2 nm。塗覆物於130°C環境溫度接受熱處理 50分鐘。當其上置放壓電元件之滑動器於6 nm高度浮動且 15 碟片以8.9 m/s之圓周速率旋轉時,此測試監測壓電元件之 輸出。 為了比較,相同測試係對具有38 Gbit/inch2(轉化值係 5.89 Gbit/cm2)之記錄密度之可購得碟片實行。如第11及12 圖所示,其間並無差異,表示其間依據本發明之潤滑劑被 20 用於潤滑劑層之磁碟顯示良好之飛行性質。於第11及12, 29 1362657 圖,橫轴表示於碟片上之沿碟片徑向之位置,且縱軸表示 壓電元件之輸出電壓。 再者,為了比較,可購得之FOMBLIN Z DOL(分子量, 4,000)係藉由浸潰方法塗敷至硬碟之保護層且滑動測試被 5實行以-平估飛行性質。潤滑劑之塗覆厚度係】2⑽。塗覆 物於130C之環境溫度接受熱處理5〇分鐘。 發現磁頭於此條件下不會飛行。此被認為係藉由分子 里南所造成,因此’-分子層膜厚度大,造成飛行失效。 實施例5 10 (飛行性質之評估) 實施例3獲得之潤滑劑(Fr4T)以與實施例4相同之方式 藉由茂:潰方法塗敷至硬碟之保護層,且滑動測試以與實施 例4相同方式實行以評估飛行性質。結果,相似於實施例4 中之Fr4,良好之飛行性質以此潤滑劑達成。 15 實施例6 (飛行性質之評估) 起飛速度(TOV)及降落速度(TDV)係使用CSS(接觸-起 始-停止)測s式機器決定。TOV係定義為於增加碟片旋轉速度 期間磁頭開始飛行時之速度,且TDV係定義為於減少碟片 20 旋轉速度期間磁頭與碟片磁觸時之速度。 使用之磁頭係產生10 nm飛行高度者,且潤滑劑(於實 施例1之Fr4)被用於使用磁碟之磁性記錄媒體潤滑劑層。與 實施例4之情況般相同之熱處理被實行。 為了比較,相同測試係對具有38 Gbit/inch2(轉化值係 30 1362657 5.89 Gbit/cm2)之記錄密度之可購得碟片實行。結果係顯示 於第13及14圖。其間並無差異,表示良好飛行性質。於第 13及14圖,橫轴表示於碟片上之沿碟片徑向之位置,且縱 轴表示碟片之旋轉速度。 5 實施例7 (低溫性質) 實施例1之潤滑劑(Fr 1 · Fr7)及實施例3之潤滑劑(Fr 1T -Fr6T)藉由浸潰方法塗敷至硬碟之保護層,且CSS(接觸-起 始-停止)測試被實行以評估低溫時之性質。潤滑劑之塗覆厚 10度係1.2 nm,且等於130°C之環境溫度接受熱處理50分鐘。 CSS測試於5°C之環境溫度重複實行。結果係以Fri至 Fr6及FrlT至Fr6T,無瑕疵之操作係可多於5〇,〇〇〇次,其係 標準,而於約第38,000周時,Fr7發生磁頭破裂。換言之, 當分子量超過12,000時,低溫時之耐久性顯著降低。此係 15如第15圖所示係由於低在溫時黏度顯著增加。 實施例1合成之潤滑劑中,Fr4、Fr5及Fr6於20°C接受黏 度測量(單位:Pas),及於23°C時之擴散係數(單位:μηι2/8)。 結果顯示於第3表。當於23。(:時之擴散係數(單位:pm2/s) 之自然對數作為Y,且於2〇°C時之黏度(單位:pas)作為X而 繪圖時’黏度及於23。(:時之擴散係數之自然對數間之關係 '禹足第20圖所示之關係式Υ<-1·4475Χ+2·815。在此,擴散 係數係藉由半浸方法決定,且黏度係以旋轉式黏度計決 °於半浸方法,重要的是其間潤滑劑被塗覆之區域及其 31 1362657 間潤滑劑未被塗覆之區域之間之邊界於剛塗敷潤滑劑後係 清楚的,即,潤滑劑被塗覆以使邊界線於碟片表面上儘可 能垂直地形成。 此等潤滑劑係以約3 nm厚度均勻地塗敷至磁碟,於室 5 溫靜置140小時,然後,黏著(或凝結)狀態被觀察。結果, 無顯著之黏著被觀察到。剛塗敷後及塗敷140小時後之膜厚 度分佈係顯示於第16及17圖。 [第3圖] 潤滑劑 20°C時之黏度(Pas) In[擴散係數(單位:pm2/s)] Fr4 0.323 1.9595 Fr5 0.613 0.8856 Fr6 1.39 -1.2123 比較例1 10 為了比較,包含含氟聚合物之潤滑劑(A、B、C)(當於 23°C時之擴散係數之自然對數作為Y且於20°C之黏度作為 X而繪圖時,此等潤滑劑具有關係式Y=-1.4475X+2.815)係 以與實施例8相同之方式塗敷至磁碟,且黏著(或凝結)狀態 於使其等靜置140小時後觀察。在此,擴散係數係藉由半浸 15 方法決定,且黏度係以旋轉式黏度計決定。 第4表顯示所用潤滑劑之黏度與於23°C時之擴散係數 間之關係。第18及19圖顯示於塗敷後立即時及於室溫靜置 140小時後之個別之膜厚度分佈。此外,第20圖顯示與實施 例9之潤滑劑之關係相比較之黏度與於2 3 °C時之擴散係數 20 間之關係。 32 1362657 [第4表] 潤滑劑 20°C時之黏度(Pas) In[擴散係數(單位:pm2/s)] A 0.089 2.7079 B 0.727 1.732 C 2.18 -0.3281 實施例9 (潤滑劑之合成) 於實施例1獲得之潤滑劑,添加溶於三級醇及四氫呋喃 5 内之2.2當量之第三丁氧斜。其後,添加2當量之縮水甘油。 混合物於室溫反應6小時。25克量之三氟乙酸及250毫升之 水被添加,其後於70。(:攪拌3小時。沈積物被回收,且以80°C 之水清洗。 藉由 FT-IR、'HNMR、13CNMR,及 19FNMR決定,此聚 10 .合物具有以化學式1表示之分子結構,其中,a=b=0, m=0_28,n=0.86,且6=0.25 ° C圖式簡單說明3 第1圖係顯示附接至欲以極性基,Pol,塗覆之表面之 含氟之聚合物之狀態之示意圖; 15 第2圖係顯示附接至欲以極性基,Pol,塗覆之表面之 含氟之聚合物之狀態之另一示意圖; 第3圖係顯示附接至欲以極性基,Pol,塗覆之表面之 含氟之聚合物之狀態之另一示意圖; 第4圖係例示如何記算相鄰極性基間之分子鏈之數平 20 均分子量之圖; 第5圖係實施例1提供之化合物之FT-IR圖; 第6圖係實施例1提供之化合物之1HNMR圖; 33 1362657 第7圖係實施例1中提供之化合物之13CNMR圖; 第8圖係實施例1中提供之化合物之19FNMR圖; 第9圖係顯示潤滑劑膜厚度之截面分佈之藉由橢圓測 厚儀獲得之圖; 5 第10圖係顯示相鄰羥基間之結構部份之數平均分子量 (Me)與一分子層膜厚度間之關係之圖; 第11圖係顯示滑動測試結果之圖; 第12圖係顯示滑動測試結果之另一圖; 第13圖係顯示TDV及TOV測試結果之圖; 10 第14圖係顯示TDV及TOV測試結果之另一圖; 第15圖係顯示潤滑劑之依溫度而定之黏度性質之圖; 第16圖顯示剛塗覆後立即之膜厚度分佈之圖; 第17圖顯示於塗敷後140小時之膜厚度分佈之圖; 第18圖顯示剛塗覆後立即之膜厚度分佈之圖; 15 第19圖顯示於塗敷後140小時之膜厚度分佈之圖; 第20圖係顯示20°C時之黏度及23°C時之擴散係數之自 然對數間之關係圖; 第21圖係顯示内結構之硬碟裝置之示意平面圖;及 第22圖係顯示磁頭與磁性記錄媒體間之關係之硬碟裝 20 置之示意截面圖。 【主要元件符號說明】 1……含氟聚合物之分子 11……磁性記錄媒體 2......經塗覆之表面 212……磁頭浮動塊 34 1362657 3… …旋轉控制機構 10... …磁頭浮動塊潤滑劑層 4... ...磁頭定位機械 11... ...磁性記錄媒體 5... …記錄/複製信號之處理電路 12... …紐 6... ...懸浮器 13... …Cr下層 7… …平衡環圈 14... .·.磁性層14 8… …磁頭 15... …磁性記錄媒體保護層 9... ...磁頭浮動塊保護層 16... ...磁性記錄媒體潤滑劑層 35

Claims (1)

1362657
第095125238號專利申請案申請專利範圍替換本 修正日期:99年1〇月 1. -種潤滑劑,包含-含氟之聚合物,該潤滑劑具有關係 5 式:其中,Y係藉由半浸方法在23〇c %獲得之擴散係數(單位:μΓη2/8)之自然對數;且X係於 2〇°C時之黏度(單位:pas) ’該藉由半浸方法所決定之擴 散係數係由如下述所獲得之傾斜度求得:藉由浸潰潤滑 劑至-碟片之部分上,接著容許潤滑劑移動至該碟片尚 1〇 未被塗敷之表面’隨時間經過’將移動距離的平方對消 逝時間作圖。 ' 2. 15 3. 20 種磁^己錄媒體,包含一磁性層、一於該磁性層上之 盆^層/於該保護層上之磁性記錄媒體潤滑劑層, ㈣黛軸性記錄媒體潤滑劑層储由塗敷如申請專利 項之潤滑劑而形成。 :=浮動塊’其係裝設—用於_ 體之記錄轉換器,該磁頭浮動塊於面向該磁 表面上具有一保護層,及-藉由塗敷如申 L圍第1項之潤滑劑而形成之磁頭浮動塊满滑劑 申明專利$已圍第!項之潤滑 該聚人版目+ 月則’包含一含氣之聚合物, 口物具有以化學式丨表 之分目+ 之,構,且於相鄰極性基間 之刀子鏈具有不少於5〇〇之數平均分子量: 36 1362657 H-{(XZ)m. (YZ)n}-(X„Y(i_5))-H ...(1) 10 [{於化學式1,m及n每一者係不少於〇之實數(其中,m及 η不同時為0) ; {(XZ)m,(YZ)nH^、指示結構單元χζ及結構 單元YZ可相互呈無規順序或嵌段順序;相似地,(χδ, Υ(ι-δ))係指示結構單元X及結構單元γ可相互呈無規順序 或嵌段順序;δ係不少於0且不多於丨之實數;且X、γ及Ζ 之化學結構係依序顯示於化學式12、13及14 (其中,X、 Υ及Ζ之每一氫可被一具有1-3個碳之有機基(其可包含一 醚鍵,且亦可包含一或二個極性基及氟作為其氫之取代 基)取代, -〇 Cl^CHjO) ^HjCFgO 0F2CF2O)p CF2〇) b〇- ... {於化學式12, a、b、p及q每一者係不少於〇之實數(其中, p及q係不同時為0);且CFzCFaO及CFzO之結構單元可相 互呈無規順序或嵌段順序},
-OCH^tCHjjOCH^H^J.CHgCFjjO CFjjCF2〇)r CF2〇)jCF2CH2 ΟΟΗ^Η^,ίΧΗ^ΗΟΗ,Ο -…" Ρ〇1 ίο, {於化學式13,c、d、r及s每一者係不少於o之實數(其中, r及s係不同時為0) ; CF2CF2〇及CFsO之結構單元可相互 呈無規順序或嵌段順序;且?〇1係於化學式中彼此個別 地’且與其它化學式彼此個別地係極性基}, ··· d4) ch2chch„ Pol 37 20 1362657
(於化學式14,Pol係與其它化學式彼此個別係極性基)。 5. 如申請專利範圍第4項之潤滑劑,其中,該含氟之聚合物 之平均分子量係不少於2,000且不多於12,000。 6. 如申請專利範圍第4項之潤滑劑,其中,該Pol係羥基。 7. 如申請專利範圍第4項之潤滑劑,其中,該含氟之聚合物 之相鄰極性基間之分子鏈之該數平均分子量係不多於 3,000。 8.如申請專利範圍第4項之潤滑劑,其中,該含氟之聚合物 具有具以化學式3表示之結構之端基, -R.............(3) (於化學式3,R係極性基或烴基)。 9.如申請專利範圍第4項之潤滑劑,其中,化學式1之CF20 及C2F40之結構單元之部份或全部係以化學式4及5表示 之結構之任一者取代, -CF2CF2CF2..........(4)
10. 如申請專利範圍第4項之潤滑劑,其中,該含氟之聚合物 不具有除羥基外之極性基。 11. 如申請專利範圍第4項之潤滑劑,其中,該含氟之聚合物 於分子内於該分子鏈之中間區段具有平均1.0至10.0個羥 基。 12. 如申請專利範圍第1項之潤滑劑,包含一含氟之聚合物, 38 1362657 其係藉由使具有以化學式2表示之結構之化合物與表氯 醇反應而形成,具有不少於2,〇〇〇且不多於12,000之數平 均分子量,且於該分子内於分子鏈之中間區段具有平均 1.0至10.0個羥基, 5 HO(CH2CH2O)xCH2CF20(CF2CF2〇V(CF2O)q”CF2CH2(0CH2CH2)^^ {於化學式2,p”、q”、X,及y彼此個別係不少於0之實數 (其中,P”及q”不同時為0);且CF2CF20及CF20之結構單
元可相互呈無規順序或嵌段順序}。 13.如申請專利範圍第12項之潤滑劑,該潤滑劑包含一含氟 10 15 之聚合物,其係藉由使具有以化學式2表示之結構之化合 物與表氣醇反應,其後與縮水甘油反應而形成,具有不 少於2,0〇〇且不多於12,〇〇〇之數平均分子量,且於該分子 内於該分子鏈之中間區段具有平均1〇至1〇 〇個羥基。 14.如申請專利範圍第12項之潤滑劑,其中,該含氣之聚合 物具有具以化學式3表示之結構之端基, ...............(3) (於化學式3,R係極性基或烴基)。 20 申月專利圍第12項之潤滑劑,其中,化學式2之^2〇 及C2F4〇之結構單元之部份或全部係以化學式*及$表示 之結構之任一者取代, CF2CF2CF2. (4)
•••6) 39 16 ·如申請專利範圍第4項之潤滑劑,該潤滑劑包含一非該含 I聚合物之含氟化合物。 7·如申請專利範圍第14項之潤滑劑,其中’該非該含說聚 合物之含氟化合物係至少一選自具有以化學式9、1〇及11 表示之結構之化合物所組成族群之化合物, RlCF2〇-(CF2CF20)p.-(CF20)q-CF2-R2......(9) R,-〇-(CF2CF2CF20)r.-CF2CF2-R2......(10) (rF2〇)s-cFR2 CF. (於化學式9-11,R1及R2於化學式中彼此個別且於與其它 化學式獨立之每一化學式中係選自羥基、羧基、胺基, 及磷氮烯環所組成族群之基,包含作為一取代基或多個 取代基之一或多個選自經基、缓基、胺基,及磷氮稀環 所組成族群之基之單價脂族烴基,可包含羰基、醚基, 或幾基及醚基,可包含雙鍵、三鍵,或雙鍵及三鍵,且 可為分支,及每一者具有作為一取代基或多個取代基之 一或多個選自羥基、羧基、胺基,及磷氮烯環所組成族 群之基之單價芳香族烴基及單價雜環芳香族烴基;p,、 q’、r'及s'每一者係正實數,且化學式9_11中之每一結構 單元於每一化合物之結構内可相互呈無規順序或嵌段順 序)。 18. —種磁性記錄媒體,包含一磁性層、一於該磁性層上之 保護層’及一於該保護層上之磁性記錄媒體潤滑劑層, 1362657 其中,該磁性記錄媒體潤滑劑層係藉由塗敷如申請專利 範圍第4項之潤滑劑而形成。 19. 一種磁性記錄媒體,包含一磁性層、一於該磁性層上之 保護層,及一於該保護層上之磁性記錄媒體潤滑劑層, 5 該磁性記錄媒體潤滑劑層係藉由塗敷如申請專利範圍第 4項之潤滑劑而形成。 41
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8481468B2 (en) * 2005-09-12 2013-07-09 HGST Netherlands B.V. Lubricant with non-terminal functional groups
JP2008176849A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Fujitsu Ltd 磁気ディスクの検査装置に使用される検査用ヘッド
WO2009013785A1 (ja) * 2007-07-23 2009-01-29 Fujitsu Limited 潤滑剤、磁気記録媒体およびヘッドスライダ
US20100035083A1 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Seagate Technology Llc Mixture of low profile lubricant and cyclophosphazene compound
DE102009036311B4 (de) * 2009-08-06 2021-10-28 Te Connectivity Corporation Selbstschmierende Beschichtung, selbstschmierendes Bauteil, Beschichtungselektrolyt und Verfahren zur Herstellung einer selbstschmierenden Beschichtung
US8518564B2 (en) 2010-04-15 2013-08-27 HGST Netherlands B.V. Perfluoropolyether lubricant and systems comprising same
US20140141284A1 (en) * 2011-06-07 2014-05-22 Seagate Technology Llc Lubricant compositions
DE102011055683A1 (de) 2011-11-24 2013-05-29 Götz von Foerster Synthetisches Schmiermittel zur Verwendung als Synovialflüssigkeitsersatz
JP6175265B2 (ja) * 2013-04-02 2017-08-02 昭和電工株式会社 磁気記録媒体の製造方法
WO2016098811A1 (ja) 2014-12-19 2016-06-23 昭和電工株式会社 磁気記録媒体および磁気記録再生装置
US10199064B2 (en) 2015-02-18 2019-02-05 Showa Denko K.K. Magnetic recording medium, and magnetic recording and reproducing apparatus
CN107534158B (zh) * 2015-05-12 2020-08-18 西奥公司 作为用于锂电池的电解质的peo和氟化聚合物的共聚物
CN106340313A (zh) 2015-07-08 2017-01-18 昭和电工株式会社 磁记录介质和磁记录再生装置
CN106548791B (zh) 2015-09-18 2019-04-09 昭和电工株式会社 磁记录介质和磁记录再生装置
CN105575408A (zh) * 2015-12-08 2016-05-11 衢州氟硅技术研究院 一种用于磁盘的润滑油组合物
JP6763014B2 (ja) * 2016-03-10 2020-09-30 昭和電工株式会社 含フッ素エーテル化合物、磁気記録媒体用潤滑剤および磁気記録媒体
US11767483B2 (en) 2018-09-12 2023-09-26 Resonac Corporation Fluorine-containing ether compound, lubricant for magnetic recording medium, and magnetic recording medium
US11820953B2 (en) 2019-03-12 2023-11-21 Resonac Corporation Fluorine-containing ether compound, lubricant for magnetic recording medium and magnetic recording medium
US11879109B2 (en) 2019-09-18 2024-01-23 Resonac Corporation Fluorine-containing ether compound, lubricant for magnetic recording medium, and magnetic recording medium
CN114845989B (zh) 2019-12-26 2024-09-10 株式会社力森诺科 含氟醚化合物、磁记录介质用润滑剂及磁记录介质
US20220154093A1 (en) * 2020-11-18 2022-05-19 Western Digital Technologies, Inc. High thermal stability lubricants
IT202100005393A1 (it) * 2021-03-09 2022-09-09 Umberto Cattaneo La presente invenzione riguarda l’uso di composti perfluorurati come rivestimento superficiale di piastre metalliche riscaldate o/ed emittenti per ridurre l’attrito dello scorrimento della piastra su tessuti e ridurre quindi lo sforzo necessario allo spostamento della piastra riscaldata.

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2774149B2 (ja) * 1989-06-22 1998-07-09 株式会社日立製作所 磁気記録媒体及びその製造方法
IT1237887B (it) * 1989-12-12 1993-06-18 Ausimont Spa Lubrificanti perfluoropolieterei aventi proprieta' antiusura
WO1994019433A1 (en) * 1993-02-24 1994-09-01 Hitachi Maxell, Ltd. Lubricant
JPH06274859A (ja) * 1993-03-18 1994-09-30 Hitachi Ltd 磁気記録媒体および磁気記録再生装置
US5663127A (en) 1994-07-29 1997-09-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Perfluoropolyether lubricating compositions
US5965496A (en) * 1994-10-13 1999-10-12 Daikin Industries, Ltd. Fluorine-containing compounds and use thereof
JP3294760B2 (ja) * 1996-04-12 2002-06-24 昭和電工株式会社 磁気記録媒体
IT1290428B1 (it) * 1997-03-21 1998-12-03 Ausimont Spa Grassi fluorurati
CN1115394C (zh) * 1997-07-16 2003-07-23 松下电器产业株式会社 润滑剂组合物、磁性记录媒体及磁性记录媒体的制作方法
KR100644146B1 (ko) * 1999-09-21 2006-11-10 가부시키가이샤 마츠무라 세키유 겐큐쇼 포스파젠 화합물 및 이것을 함유하는 윤활제
JP2003162820A (ja) * 2001-09-12 2003-06-06 Tdk Corp マルチレベル光記録媒体の再生方法、および再生装置
AU2002335835B2 (en) * 2001-10-29 2008-04-17 Henkel Ag & Co. Kgaa Anti-seize composition in solid form
JP2003162810A (ja) * 2001-11-28 2003-06-06 Hitachi Ltd 磁気記録媒体
WO2004031261A1 (ja) 2002-10-01 2004-04-15 Matsumura Oil Research Corp. パーフルオロポリエーテル化合物、およびこれを用いた潤滑剤ならびに磁気ディスク
CN100487020C (zh) * 2002-10-18 2009-05-13 旭硝子株式会社 全氟聚醚衍生物、含该衍生物的溶液组合物和处理基材
JP4013881B2 (ja) * 2002-10-18 2007-11-28 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 パーフルオロポリエーテルエステル化合物、潤滑剤及び磁気記録媒体
JP2004319058A (ja) * 2003-03-31 2004-11-11 Hoya Corp 磁気ディスクの製造方法及び磁気ディスク
US20050037932A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-17 Jianwei Liu Ultra-thin lubricant film for advanced tribological performance of magnetic storage media
JP4527511B2 (ja) * 2004-05-26 2010-08-18 富士通株式会社 ヘッドスライダおよび磁気記録装置
JP4629390B2 (ja) * 2004-09-02 2011-02-09 富士通株式会社 潤滑剤、磁気記録媒体およびヘッドスライダ

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