WO2018139174A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

下記式(1)で表される含フッ素エーテル化合物とする。 R1-R2-CH2-R3-CH2-R4-R5 (1) (式(1)中、R1およびR5は複素環を有する基であり、同じであっても異なっていても良く、R2およびR4は極性基を有する2価の連結基であり、同じであっても異なっていても良く、R3はパーフルオロポリエーテル鎖である。)

Description

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
 本発明は、磁気記録媒体の潤滑剤用途に好適な含フッ素エーテル化合物に関する。
 本願は、2017年1月26日に、日本に出願された特願2017-012344号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 近年、情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に、高記録密度に適した磁気記録媒体の開発が進められている。
 従来、磁気記録媒体では、磁気記録媒体の耐久性および信頼性を確保するために、基板上に形成された磁気記録層の上に保護層と潤滑層とを設けている。特に最表面に用いられる潤滑層には、長期安定性、化学物質耐性(シロキサンなどのコンタミネーションを防ぐ)、耐摩耗性等の様々な特性が要求されている。
 従来、磁気記録媒体用の潤滑剤として、分子末端に芳香族基を有するパーフルオロポリエーテル系潤滑剤が多く用いられてきた。例えば、特許文献1および特許文献2には、分子の末端に芳香族基とヒドロキシル基を有するパーフルオロアルキルポリエーテル化合物を含む潤滑層が開示されている。特許文献1には、LUL(ロードアンロード)耐久性及びアルミナ耐性(アルミナによる潤滑剤の分解の抑制)に優れる磁気ディスクが記載されている。また、特許文献2には、優れた低飛散性を有するパーフルオロポリエーテル化合物が開示されている。さらに、特許文献3には、潤滑層が、分子末端に複素環基を有する化合物を含むパーフルオロポリエーテル系潤滑剤を含む耐食性に優れた磁気記録媒体が開示されている。
特許第5465454号公報 特許第5613916号公報 特開2012-33253号公報
 近年、磁気ディスクの急速な情報記録密度向上に伴い、磁気ヘッドと磁気ディスクの記録層との間の磁気スペーシングの低減が求められている。このため、磁気ヘッドと磁気ディスクの記録層との間に存在する潤滑層においては、より一層の薄膜化が必要となってきている。磁気ディスクの最表面に配置されている潤滑層に用いられる潤滑剤は、磁気ディスクの信頼性に大きな影響を及ぼす。したがって、磁気ディスクにとって不可欠な耐摩耗性等の信頼性を確保しつつ、潤滑層を薄膜化する必要がある。
 また、磁気ディスクの用途の多様化などにより、磁気ディスクに求められる環境耐性は非常に厳しいものになってきている。このため、従来にも増して、磁気ディスクの信頼性に大きな影響を及ぼす潤滑層の耐摩耗性および化学物質耐性を向上させることが求められている。
 しかし、一般的に潤滑層の厚みを薄くすると被覆性が悪化し、化学物質耐性および耐摩耗性が悪化する傾向があった。
 本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、厚みが薄くても、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成できる磁気記録媒体用潤滑剤の材料として、好適に用いることが出来る含フッ素エーテル化合物を提供することを課題とする。
 また、本発明は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含む磁気記録媒体用潤滑剤を提供することを課題とする。
 また、本発明は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層を有する磁気記録媒体を提供することを課題とする。
 本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。
 その結果、上記課題を解決するために、パーフルオロポリエーテル鎖の両末端に、極性基を有する2価の連結基を介して複素環を有する基が結合している含フッ素エーテル化合物を潤滑剤のために用いればよいことを見出し、本発明を想到した。
 すなわち、本発明は以下の事項に関する。
[1] 下記式(1)で表されることを特徴とする含フッ素エーテル化合物。
1-R2-CH2-R3-CH2-R4-R5  (1)
(式(1)中、R1およびR5は複素環を有する基であり、同じであっても異なっていても良い。R2およびR4は極性基を有する2価の連結基であり、同じであっても異なっていても良い。R3はパーフルオロポリエーテル鎖である。)
[2] 前記複素環がヘテロ原子を1種以上含み、前記ヘテロ原子が窒素原子および/または硫黄原子である[1]に記載の含フッ素エーテル化合物。
[3] 前記複素環が、ピラゾール環、チオフェン環、チアゾール環、及びピリジン環からなる群から選択される少なくとも1つである、[1]に記載の含フッ素エーテル化合物。
[4] 前記極性基がヒドロキシル基である、[1]~[3]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[5] 前記式(1)におけるR2およびR4が、それぞれ下記式(2-1)または(2-2)である、[1]~[4]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
-(O-CH2CH(OH)CH2a-O- (2-1)
(式(2-1)中のaは1~3から選択される整数を表す。)
-(O-CH2CH(CH2OH)CH2b-O- (2-2)
(式(2-2)中のbは1~3から選択される整数を表す。)
[6] 前記式(1)におけるR3が、下記式(3)~(5)のいずれかである、[1]~[5]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
-CF2-(OCF2CF2c-(OCF2d-OCF2- (3)
(式(3)中のc、dはそれぞれ0~20を表すが、但し、cまたはdが0.1以上である。)
-CF(CF3)-(OCF(CF3)CF2e-OCF(CF3)- (4)
(式(4)中のeは0.1~20を表す。)
-CF2CF2-(OCF2CF2CF2f-OCF2CF2- (5)
(式(5)中のfは0.1~20を表す。)
[7] 数平均分子量が500~10000の範囲内にある、[1]~[6]のいずれかに記載に含フッ素エーテル化合物。
[8] [1]~[7]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする磁気記録媒体用潤滑剤。
[9] 基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気記録媒体であって、前記潤滑層は、[1]~[7]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
[10] 前記潤滑層の平均膜厚が0.5nm~2nmである、[9]の磁気記録媒体。
 本発明の含フッ素エーテル化合物は、上記式(1)で表される化合物であり、磁気記録媒体用潤滑剤の材料として好適である。
 本発明の磁気記録媒体用潤滑剤は、本発明の含フッ素エーテル化合物を含むため、厚みが薄くても、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成できる。
 本発明の磁気記録媒体は、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を有するため、耐久性に優れる。
本発明の磁気記録媒体の一実施形態を示した概略断面図である。
 以下、本発明の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の好ましい例について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態のみに限定されるものではない。
[含フッ素エーテル化合物]
 本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、下記式(1)で表される。
1-R2-CH2-R3-CH2-R4-R5  (1)
(式(1)中、R1およびR5は複素環を有する基であり、同じであっても異なっていても良い。R2およびR4は極性基を有する2価の連結基であり、同じであっても異なっていても良い。R3はパーフルオロポリエーテル鎖である。)
 式(1)で表される本実施形態の含フッ素エーテル化合物において、R1およびR5は複素環を有する基である。本実施形態の含フッ素エーテル化合物では、R1中の複素環とR2中の極性基、およびR5中の複素環とR4中の極性基がそれぞれ、これを含む潤滑層において保護層との良好な相互作用を示す。複素環を有する基は、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤に求められる性能などに応じて適宜選択できる。
 R1およびR5は、それぞれ下記式(6)~(9)のいずれかの複素環を有する基であることが好ましい。これらの中でも特に、式(7)~(9)のいずれかの複素環を有する基であることが好ましい。R1が式(7)~(9)のいずれかの複素環を有する基である場合、R1中の複素環とR2中の極性基との距離が適切となり、この含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層と保護層との親和性がより一層良好となる。同様に、R5が式(7)~(9)のいずれかの複素環を有する基である場合、R5中の複素環とR4中の極性基との距離が適切となり、この含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層と保護層との親和性がより一層良好となる。
Z- (6)
(式(6)中、Zは置換基を有しても良い複素環である。)
Z-O-(CH2g- (7)
(式(7)中、Zは置換基を有しても良い複素環である。gは1~3から選択される整数を表す。)
Z-(CH2h- (8)
(式(8)中、Zは置換基を有しても良い複素環である。hは1~3から選択される整数を表す。)
Z-(CH2i-O-(CH2j- (9)
(式(9)中、Zは置換基を有しても良い複素環である。i、jはそれぞれ1~3から選択される整数を表す。)
 なお、1~3の整数とは、1、2及び3の何れかの数であってもよいことを示す。
 式(7)~(9)ではg、h、i、jがそれぞれ1以上の整数であると、R1中の複素環とR2中の極性基との距離、および/またはR5の有する複素環とR4の有する極性基との距離が十分に確保される。このため、R1の有する複素環とR2の有する極性基との相互作用、および/またはR5の有する複素環とR4の有する極性基との相互作用が十分に抑制される。その結果、この含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層と保護層との親和性がより一層良好となる。また、式(7)~(9)におけるg、h、i、jが3以下の整数であると、R1中の複素環とR2中の極性基との距離、および/またはR5の有する複素環とR4の有する極性基との距離が遠くなりすぎることがない。このため、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層中での複素環の自由度が大きすぎず、R1の有する複素環とR2の有する極性基との距離、および/またはR5の有する複素環とR4の有する極性基との距離が適切となり、これを含む潤滑層において保護層と良好な相互作用を示す。
 複素環中のヘテロ原子としては、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、リン原子、ホウ素原子、及びセレン原子などが好ましく挙げられる。複素環中のヘテロ原子の数は制限はなく、例えば、1、2、3又は4などが挙げられる。複素環中のヘテロ原子の種類の数に制限はなく、例えば、1、2、3又は4種などが挙げられる。これらのヘテロ原子の例の中でも、窒素原子、硫黄原子、及び酸素原子が好ましく、特に好ましくは窒素原子および/または硫黄原子である。ヘテロ原子が窒素原子および/または硫黄原子である複素環は、保護層、とりわけ炭素系の材料で形成された保護層との相互作用が大きい。したがって、複素環のヘテロ原子が窒素原子および/または硫黄原子であると、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層が、より一層保護層との付着性が高いものとなる。
 上述したように、複素環の環員原子として含まれるヘテロ原子の数に特に制限はないが、ヘテロ原子を1つまたは2つ含む複素環が保護層との親和性の観点から好ましい。
 複素環の環員原子の数に特に制限はないが、3~14であることが好ましく、5~10であることが特に好ましい。複素環は多環であっても良いし、単環であってもよい。
 具体的には、複素環として、例えば、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、フラン、オキサゾール、イソオキサゾール、チオフェン、チアゾール、チアジアゾール、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、テトラヒドロフラン、ラクタム、ラクトン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、インドール、イソインドール、ベンゾチオフェン、プリン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、ヒドロキノリン、アクリジン、キナゾリン、シンノリン、ベンゾイミダゾール、ベンゾトリアゾール、クマリン、プテリジンなどの環を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの中でも特に、保護層との親和性が良好な含フッ素エーテル化合物となるため、ピラゾール、チオフェン、チアゾール、ピリジンなどの環が好ましい。
 複素環を有する基における複素環は、置換基で置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。複素環が置換基を有する場合、置換基としては、特に限定されないが、例えば、アルキル基(例えば、炭素数1~6のアルキル基)、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基、アミノ基、メルカプト基、ヒドロキシル基、及びアリール基(例えば、フェニル基)などが挙げられる。
 式(1)におけるR2およびR4は、極性基を有する2価の連結基である。式(1)におけるR2およびR4が極性基を有するため、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤を用いて、保護層上に潤滑層を形成した場合に、潤滑層と保護層との間に好適な相互作用が発生する。極性基を有する2価の連結基は、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤に求められる性能などに応じて適宜選択できる。
 極性基を有する2価の連結基の有する極性基としては、例えば、ヒドロキシル基(-OH)、アミノ基(-NH2)、カルボキシル基(-COOH)、アルデヒド基(-COH)、カルボニル基(-CO-)、及びスルフォン酸基(-SO3H)などが挙げられる。これら中でも特に、極性基がヒドロキシル基であることが好ましい。ヒドロキシル基は、保護層、とりわけ炭素系の材料で形成された保護層との相互作用が大きい。したがって、極性基がヒドロキシル基であると、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層が、保護層との付着性が高いものとなる。
 式(1)におけるR2およびR4は、それぞれ下記式(2-1)または(2-2)であることが好ましい。
-(O-CH2CH(OH)CH2a-O- (2-1)
(式(2-1)中のaは1~3から選択される整数を表す。)
-(O-CH2CH(CH2OH)CH2b-O- (2-2)
(式(2-2)中のbは1~3から選択される整数を表す。)
 式(2-1)におけるaおよび(2-2)におけるbが、それぞれ1以上であると、R2およびR4の有する極性基と保護層との相互作用が、より一層強いものとなる。その結果、より保護層との付着性が高い潤滑層が得られる含フッ素エーテル化合物となる。また、上記のa、bが3以下であると、含フッ素エーテル化合物の極性が高くなりすぎることにより、異物(スメア)として磁気ヘッドに付着するピックアップが発生することを防止できる。
 式(1)で表される本実施形態の含フッ素エーテル化合物では、R2およびR4が、それぞれ上記式(2-1)または(2-2)であることが好ましい。この場合、R1およびR5の有する複素環と、R2およびR4の有する極性基の結合した炭素との間に、鎖状に結合した炭素原子および酸素原子(少なくとも-O-CH2-)が配置されたものとなる。したがって、例えば、R1およびR5の有する複素環と、R2およびR4の有する極性基とが、同じ炭素に結合(複素環-C(極性基)-)している場合と比較して、複素環と極性基との相互作用が弱いものとなる。一方、複素環および極性基と、保護層表面に多数存在する官能基との相互作用は、複素環と極性基とが同じ炭素に結合している場合と比較して、相対的に強いものとなる。その結果、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤を用いて、保護層上に潤滑層を形成した場合における潤滑層と保護層との親和性が増大する。
 したがって、R2およびR4が、それぞれ上記式(2-1)または(2-2)である場合、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤を用いて形成した潤滑層は、より優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有するものとなる。なお、潤滑層と保護層との親和性の観点から、R1およびR5の有する複素環を形成している原子と、R2およびR4の有する極性基が結合している炭素との間に存在している、鎖状に結合した炭素原子と酸素原子の合計数は、2~4であることが望ましい。
 式(1)におけるR3は、パーフルオロポリエーテル鎖(以下「PFPE鎖」と略記する場合がある。)である。PFPE鎖は、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層において、保護層の表面を被覆するとともに、磁気ヘッドと保護層との摩擦力を低減させる。PFPE鎖は、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑剤に求められる性能などに応じて適宜選択できる。
 PFPE鎖としては、例えば、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ-n-プロピレンオキシド重合体、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体、これらの共重合体からなるものなどが挙げられる。
 具体的には、式(1)におけるR3は、下記式(3)~(5)のいずれかであることが好ましい。R3が式(3)~(5)のいずれかである場合、良好な潤滑性を有する潤滑層が得られる含フッ素エーテル化合物となる。
-CF2-(OCF2CF2c-(OCF2d-OCF2- (3)
(式(3)中のc、dはそれぞれ0~20を表す。但し、cまたはdが0.1以上である。)
-CF(CF3)-(OCF(CF3)CF2e-OCF(CF3)- (4)
(式(4)中のeは0.1~20を表す。)
-CF2CF2-(OCF2CF2CF2f-OCF2CF2- (5)
(式(5)中のfは0.1~20を表す。)
 式(4)~(5)におけるe、fがそれぞれ0.1~20である(または、式(3)におけるc、dがそれぞれ0~20であってcまたはdが0.1以上である)と、より良好な潤滑性を有する潤滑層が得られる含フッ素エーテル化合物となる。しかし、c、d、e、fが20を超えると、含フッ素エーテル化合物の粘度が高くなり、これを含む潤滑剤が塗布しにくいものとなる場合がある。したがって、c、d、e、fは20以下であることが好ましい。なお式中の繰り返し数であるc,d、e,fが0.1などの小数点以下の数字であっても良いのは平均値を示す値であるためである。c、d、e、fは上記範囲であれば問題なく使用できるが、より好ましくは、0.1~15であり、さらに好ましくは、1~10であり、特に好ましくは2~8である。なおc、d、e、fは0.1~20の範囲であれば、求められる特性など応じで好ましい数値を選択してよい。例えば、c、d、e、及びfは、求められる特性に応じて、0.1~3であることも好ましく、3~8であることも好ましく、8~13であることも好ましく、13~20であることも好ましい。
 式(1)で表される含フッ素エーテル化合物において、R1およびR5は同じであっても異なっていても良い。R1とR5が同じであると、容易に製造できるため好ましい。
 また、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物において、R2およびR4は同じであっても異なっていても良い。R2とR4が同じであると、容易に製造できるため好ましい。
 したがって、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物のR1とR5が同じで、かつR2とR4が同じあると、より容易に製造でき、好ましい。
 式(1)で表される含フッ素エーテル化合物は、具体的には、下記式(A)~(F)および(I)~(L)で表されるいずれかの化合物であることが好ましい。式(A)~(F)および(I)~(L)で表される化合物は、R1およびR5がそれぞれ式(6)または(8)の複素環を有する基であり、R2およびR4がそれぞれ式(2-1)であり、R3が式(3)または(5)である。なお、式(A)中のq、rなど、式中の繰り返し数は、平均値を示す値であるため、必ずしも整数とはならない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式(A)中、q、rはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(式(B)中、k、mはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(式(C)中、n、pはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式(D)中、s、tはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式(E)中、u、vはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(F)中、w、xはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式(I)中、cc、ddはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
                      ・・・ (J)
(式(J)中、ee、ffはそれぞれ0.1~20である。)

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
                        ・・・(K)
(式(K)中、ggはそれぞれ0.1~20である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
                         ・・・(L)
(式(L)中、hhはそれぞれ0.1~20である。)
 式(1)で表される含フッ素エーテル化合物は、数平均分子量(Mn)が500~10000の範囲内であることが好ましく、750~7500の範囲内であることがより好ましく、1000~5000であることが特に好ましい。
数平均分子量が500以上であると、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層が優れた耐熱性を有するものとなる。含フッ素エーテル化合物の数平均分子量は、1000以上であることがより好ましい。また、数平均分子量が10000以下であると、含フッ素エーテル化合物の粘度が適正なものとなり、これを含む潤滑剤を塗布することによって、容易に厚みの薄い潤滑層を形成できる。含フッ素エーテル化合物の数平均分子量は、潤滑剤に適用した場合に扱いやすい粘度となるため、5000以下であることが好ましい。
 含フッ素エーテル化合物の数平均分子量(Mn)は、ブルカー・バイオスピン社製AVANCEIII400による1H-NMRおよび19F-NMRによって測定された値である。具体的には、19F-NMRによって測定された積分値よりPFPE鎖の繰り返し単位数を算出し、数平均分子量を求めた。NMR(核磁気共鳴)の測定において、試料をヘキサフルオロベンゼン/d-アセトン(1/4v/v)溶媒へ希釈し、測定に使用した。19F-NMRケミカルシフトの基準は、ヘキサフルオロベンゼンのピークを-164.7ppmとし、1H-NMRケミカルシフトの基準は、アセトンのピークを2.2ppmとした。
 式(1)で表される含フッ素エーテル化合物は、分子量分画することにより、分子量分散度(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)比)を1.3以下とすることが好ましい。
 分子量分画する方法としては、特に制限を設ける必要は無いが、例えば、シリカゲルカラムクロマトグラフィー法、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法などによる分子量分画、超臨界抽出法による分子量分画などを用いることができる。
「製造方法」
 本実施形態の含フッ素エーテル化合物の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の製造方法を用いて製造できる。本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、例えば、以下に示す製造方法を用いて製造できる。
 例えば、分子中にパーフルオロポリエーテル主鎖を有し、分子両末端に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル化合物に対して、エポキシ基と複素環基とを有する化合物を、2当量反応させる方法が挙げられる。エポキシ基と複素環基とを有する化合物としては、例えば、下記式(10)~(15)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 本実施形態の含フッ素エーテル化合物は、式(1)に示すように、R3で表されるPFPE鎖の両端に、R2およびR4で表される極性基を有する2価の連結基を介して、R1およびR5で表される複素環を有する基が結合している。
 PFPE鎖は、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層において、保護層の表面を被覆するとともに、磁気ヘッドと保護層との摩擦力を低減させる。そして、PFPE鎖の両端に配置された上記R2およびR4と上記R1およびR5との組み合わせが、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層と保護層との親和性を向上させる。その結果、本実施形態の含フッ素エーテル化合物を含む磁気記録媒体用潤滑剤(以下「潤滑剤」と略記する場合がある。)を用いて、磁気記録媒体の保護層上に潤滑層を形成した場合、厚みを薄くしても、高い被覆性が得られ、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成できる。
[磁気記録媒体用潤滑剤]
 本実施形態の磁気記録媒体用潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含む。
 本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むことによる特性を損なわない範囲内であれば、潤滑剤の材料として使用されている公知の材料を、必要に応じて混合して用いることができる。
 公知の材料の具体例としては、例えば、FOMBLIN(登録商標) ZDIAC、FOMBLIN ZDEAL、FOMBLIN AM-2001(以上Solvey Solexis社製)、Moresco A20H(Moresco社製)などが挙げられる。本実施形態の潤滑剤と混合して用いる公知の材料は、数平均分子量が1000~10000であることが好ましい。
 本実施形態の潤滑剤が、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物に加えて、他の材料を含む場合、潤滑剤の総量に対して、本実施形態の潤滑剤中の式(1)で表される含フッ素エーテル化合物の含有量が50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましい。80質量%以上や90質量%であることも好ましい。
 本実施形態の潤滑剤は、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含むため、厚みを薄くしても、高い被覆率で保護層の表面を被覆でき、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成できる。
[磁気記録媒体]
 本実施形態の磁気記録媒体は、基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられたものである。
 本実施形態の磁気記録媒体では、基板と磁性層との間に、必要に応じて1層または2層以上の下地層を設けることができる。また、下地層と基板との間に付着層および/または軟磁性層を設けることもできる。
 図1は、本発明の磁気記録媒体の一実施形態を示した概略断面図である。
 本実施形態の磁気記録媒体10は、基板11上に、付着層12と、軟磁性層13と、第1下地層14と、第2下地層15と、磁性層16と、保護層17と、潤滑層18とが順次設けられた構造をなしている。
「基板」
 基板11としては、例えば、AlもしくはAl合金などの金属または合金材料からなる基体上に、NiPまたはNiP合金からなる膜が形成された非磁性基板等を用いることができる。
 また、基板11としては、ガラス、セラミックス、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン、又は樹脂などの非金属材料からなる非磁性基板を用いてもよいし、これらの非金属材料からなる基体上にNiPまたはNiP合金の膜を形成した非磁性基板を用いてもよい。
 ガラス基板は剛性があり、平滑性に優れるので、高記録密度化に好適である。ガラス基板としては、例えばアルミノシリケートガラス基板が挙げられ、特に化学強化されたアルミノシリケートガラス基板が好適である。
 基板11の主表面の粗さは、Rmaxが6nm以下、及びRaが0.6nm以下の超平滑であることが好ましい。なお、ここでいう表面粗さRmax、Raは、JIS B0601の規定に基づくものである。
「付着層」
 付着層12は、基板11と、付着層12上に設けられる軟磁性層13とを接して配置した場合に生じる、基板11の腐食の進行を防止する。
 付着層12の材料は、例えば、Cr、Cr合金、Ti、Ti合金、CrTi、NiAl,及びAlRu合金等から適宜選択できる。付着層12は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「軟磁性層」
 軟磁性層13は、第1軟磁性膜と、Ru膜からなる中間層と、第2軟磁性膜とが順に積層された構造を有していることが好ましい。すなわち、軟磁性層13は、2層の軟磁性膜の間にRu膜からなる中間層を挟み込むことによって、中間層の上下の軟磁性膜がアンチ・フェロ・カップリング(AFC)結合した構造を有していることが好ましい。
 第1軟磁性膜および第2軟磁性膜の材料としては、CoZrTa合金、及びCoFe合金などが挙げられる。
 第1軟磁性膜および第2軟磁性膜に使用されるCoFe合金には、Zr、Ta、及びNbの何れかを添加することが好ましい。これにより、第1軟磁性膜および第2軟磁性膜の非晶質化が促進され、第1下地層(シード層)の配向性を向上させることが可能になるとともに、磁気ヘッドの浮上量を低減することが可能となる。
 軟磁性層13は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「第1下地層」
 第1下地層14は、その上に設けられる第2下地層15および磁性層16の配向や結晶サイズを制御するための層である。
 第1下地層14としては、例えば、Cr層、Ta層、Ru層、あるいはCrMo合金,CoW合金,CrW合金,CrV合金,又はCrTi合金層などが挙げられる。
 第1下地層14は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「第2下地層」
 第2下地層15は、磁性層16の配向が良好になるように制御する層である。第2下地層15は、RuまたはRu合金からなる層であることが好ましい。
 第2下地層15は、1層からなる層であってもよいし、複数層から構成されていてもよい。第2下地層15が複数層からなる場合、全ての層が同じ材料から構成されていてもよいし、少なくとも一層が異なる材料から構成されていてもよい。
 第2下地層15は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
「磁性層」
 磁性層16は、磁化容易軸が基板面に対して垂直または水平方向を向いた磁性膜からなる。磁性層16は、CoとPtを含む層であることが好ましく、さらにSNR特性を改善するために、酸化物や、Cr、B、Cu、Ta、及びZr等から選択される少なくとも1つを含む層であってもよい。
 磁性層16に含有される酸化物としては、SiO2、SiO、Cr23、CoO、Ta23、及びTiO2等が挙げられる。
 磁性層16は、1層から構成されていてもよいし、組成の異なる材料からなる複数の磁性層から構成されていてもよい。
 例えば、磁性層16が、第1磁性層と第2磁性層と第3磁性層の3層からなる場合、第1磁性層は、Co、Cr、及びPtを含み、さらに酸化物を含んだ材料からなるグラニュラー構造であることが好ましい。第1磁性層に含有される酸化物としては、例えば、Cr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、及びCo等の酸化物を用いることが好ましい。その中でも、特に、TiO2、Cr23、及びSiO2等を好適に用いることができる。また、第1磁性層は、酸化物を2種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも、特に、Cr23-SiO2、Cr23-TiO2、及びSiO2-TiO2等を好適に用いることができる。
 第1磁性層は、Co、Cr、Pt、及び酸化物の他に、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、及びReの中から選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。
 第2磁性層には、第1磁性層と同様の材料を用いることができる。第2磁性層は、グラニュラー構造であることが好ましい。
 第3磁性層は、Co、Cr、及びPtを含み、酸化物を含まない材料からなる非グラニュラー構造であることが好ましい。第3磁性層は、Co、Cr、及びPtの他に、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re、及びMnの中から選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。
 磁性層16が複数の磁性層で形成されている場合、隣接する磁性層の間には、非磁性層を設けることが好ましい。磁性層16が、第1磁性層と第2磁性層と第3磁性層の3層からなる場合、第1磁性層と第2磁性層との間と、第2磁性層と第3磁性層との間に、非磁性層を設けることが好ましい。
 磁性層16の隣接する磁性層間に設けられる非磁性層は、例えば、Ru、Ru合金、CoCr合金、及びCoCrX1合金(X1は、Pt、Ta、Zr、Re,Ru、Cu、Nb、Ni、Mn、Ge、Si、O、N、W、Mo、Ti、V、Zr、及びBの中から選ばれる1種または2種以上の元素を表す。)等を好適に用いることができる。
 磁性層16の隣接する磁性層間に設けられる非磁性層には、酸化物、金属窒化物、または金属炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、SiO2、Al23、Ta25、Cr23、MgO、Y23、及びTiO2等を用いることができる。金属窒化物として、例えば、AlN、Si34、TaN、及びCrN等を用いることができる。金属炭化物として、例えば、TaC、BC、及びSiC等を用いることができる。
 非磁性層は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
 磁性層16は、より高い記録密度を実現するために、磁化容易軸が基板面に対して垂直方向を向いた垂直磁気記録の磁性層であることが好ましいが、面内磁気記録であってもよい。
 磁性層16は、蒸着法、イオンビームスパッタ法、マグネトロンスパッタ法等、及び従来の公知のいかなる方法によって形成してもよいが、通常、スパッタリング法により形成される。
「保護層」
 保護層17は、磁性層16を保護するための層である。保護層17は、一層から構成されていてもよいし、複数層から構成されていてもよい。保護層17としては、炭素系保護層を好ましく用いることができ、特にアモルファス炭素保護層が好ましい。保護層17が炭素系保護層であると、潤滑層18中の含フッ素エーテル化合物に含まれる極性基(特にヒドロキシル基)との相互作用が一層高まるため、好ましい。
 炭素系保護層と潤滑層18との付着力は、炭素系保護層を水素化炭素および/または窒素化炭素とし、炭素系保護層中の水素含有量および/または窒素含有量を調節することにより制御可能である。炭素系保護層中の水素含有量は、水素前方散乱法(HFS)で測定したときに3~20原子%であるのが好ましい。また、炭素系保護層中の窒素含有量はX線光電子分光分析法(XPS)で測定したときに、4~12原子%であるのが好ましい。
 炭素系保護層に含まれる水素および/または窒素は、炭素系保護層全体に均一に含有される必要はない。炭素系保護層は、例えば、保護層17の潤滑層18側に窒素を含有させ、保護層17の磁性層16側に水素を含有させた組成傾斜層とすることが好適である。この場合、磁性層16および潤滑層18と、炭素系保護層との付着力が、より一層向上する。
 保護層17の膜厚は、10~70Åとするのがよい。保護層17の膜厚が10Å以上であると、保護層17としての性能が充分に得られる。保護層17の膜厚が70Å以下であると、保護層17の薄膜化の観点から好ましい。
 保護層17の成膜方法としては、炭素を含むターゲット材を用いるスパッタ法や、エチレンやトルエン等の炭化水素原料を用いるCVD(化学蒸着法)法、IBD(イオンビーム蒸着)法等を用いることができる。
 保護層17として炭素系保護層を形成する場合、例えばDCマグネトロンスパッタリング法により成膜することができる。特に、保護層17として炭素系保護層を形成する場合、プラズマCVD法により、アモルファス炭素保護層を成膜することが好ましい。プラズマCVD法により成膜したアモルファス炭素保護層は、表面が均一で、粗さが小さいものとなる。
「潤滑層」
 潤滑層18は、磁気記録媒体10の汚染を防止する。また、潤滑層18は、磁気記録媒体10上を摺動する磁気記録再生装置の磁気ヘッドの摩擦力を低減させて、磁気記録媒体10の耐久性を向上させる。
 潤滑層18は、図1に示すように、保護層17上に接して形成されている。潤滑層18は、保護層17上に上述した実施形態の磁気記録媒体用潤滑剤を塗布することにより形成されたものである。したがって、潤滑層18は、上述の含フッ素エーテル化合物を含む。
 潤滑層18は、潤滑層18の下に配置されている保護層17が、炭素系保護層である場合、特に、保護層17に含まれる含フッ素エーテル化合物と高い結合力で結合される。その結果、潤滑層18の厚みが薄くても、高い被覆率で保護層17の表面が被覆された磁気記録媒体10が得られやすくなり、磁気記録媒体10の表面の汚染を効果的に防止できる。
 潤滑層18の平均膜厚は任意に選択できるが、例えば、0.5nm(5Å)~2nm(20Å)であることが好ましい。潤滑層18の平均膜厚が0.5nm以上であると、潤滑層18がアイランド状または網目状とならずに均一の膜厚で形成される。このため、潤滑層18によって、保護層17の表面を高い被覆率で被覆できる。また、潤滑層18の平均膜厚を2nm以下にすることで、潤滑層18を充分に薄膜化でき、磁気ヘッドの浮上量を十分小さくできる。
「潤滑層の形成方法」
 潤滑層18を形成するには、例えば、基板11上に保護層17までの各層が形成された製造途中の磁気記録媒体を用意し、保護層17上に潤滑層形成用溶液を塗布する方法が挙げられる。
 潤滑層形成用溶液は、上述の実施形態の磁気記録媒体用潤滑剤を必要に応じて、溶媒に分散溶解させ、塗布方法に適した粘度および濃度とすることにより得られる。
 潤滑層形成用溶液に用いられる溶媒としては、例えば、バートレル(登録商標)XF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)等のフッ素系溶媒等が挙げられる。
 潤滑層形成用溶液の塗布方法は、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、スプレイ法、ペーパーコート法、及びディップ法等が挙げられる。
 ディップ法を用いる場合、例えば、以下に示す方法を用いることができる。まず、ディップコート装置の浸漬槽に入れられた潤滑層形成用溶液中に、保護層17までの各層が形成された基板11を浸漬する。次いで、浸漬槽から基板11を所定の速度で引き上げる。
このことにより、潤滑層形成用溶液を基板11の保護層17上の表面に塗布する。
 ディップ法を用いることで、潤滑層形成用溶液を保護層17の表面に均一に塗布することができ、保護層17上に均一な膜厚で潤滑層18を形成できる。
 本実施形態においては、潤滑層18を形成した基板11に熱処理を施すことが好ましい。熱処理を施すことにより、潤滑層18と保護層17との密着性が向上し、潤滑層18と保護層17との付着力が向上する。熱処理温度は任意に選択できるが、例えば100~180℃とすることが好ましい。熱処理温度が100℃以上であると、潤滑層18と保護層17との密着性を向上させる効果が十分に得られる。また、熱処理温度を180℃以下にすることで、潤滑層18の熱分解を防止できる。熱処理時間は10~120分とすることが好ましい。
 本実施形態においては、潤滑層18の保護層17に対する付着力をより一層向上させるために、熱処理前もしくは熱処理後の基板11の潤滑層18に、紫外線(UV)を照射する処理を行ってもよい。
 本実施形態の磁気記録媒体10は、基板11上に、少なくとも磁性層16と、保護層17と、潤滑層18とが順次設けられたものである。本実施形態の磁気記録媒体10では、保護層17上に接して上述の含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層18が形成されている。この潤滑層18は、厚みが薄くても、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する。よって、本実施形態の磁気記録媒体10は、信頼性、特にシリコンコンタミネーションの抑制、耐摩耗性に優れる。したがって、本実施形態の磁気記録媒体10は、磁気ヘッド浮上量が低く(例えば10nm以下)、用途の多様化に伴う厳しい環境下であっても、長期に亘って安定して動作する高い信頼性が得られる。このため、本実施形態の磁気記録媒体10は、特にLUL方式の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクとして好適である。
 以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
「実施例1」
 以下に示す方法により、上記式(A)で表される化合物(式(A)中、qは4.5であり、rは4.5である。)を得た。
 まず、チオフェンエタノールとエピクロロヒドリンとを用いて上記式(10)で表される化合物を合成した。
 窒素ガス雰囲気下200mLナスフラスコに、HOCH2CF2O(CF2CF2O)q(CF2O)rCF2CH2OH(式中、qは4.5を表し、rは4.5を表す。)で表されるフルオロポリエーテル(数平均分子量1000、分子量分布1.1)(40.0g)と、上記式(10)で表される化合物15.5gと、t-BuOH(ターシャリーブチルアルコール)(20.0mL)とを仕込み、室温で均一になるまで撹拌した。さらに、上記のナスフラスコに、t-BuOK(カリウムターシャリーブトキシド)(3.6g)を加え、70℃に加熱し、8時間撹拌して反応させた。
 その後、得られた反応生成物を25℃に冷却し、水を加え、さらに三井デュポンフロロケミカル社製バートレルXF(以下、バートレルXF)を加えて有機層を抽出し、水洗した。有機層に、無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、乾燥剤を濾別後、濾液を濃縮した。
残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物(A)(9.0g)を得た。
 得られた化合物(A)の1H-NMRおよび19F-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.10~3.15(4H)、3.50~3.60(4H)、3.65~3.70(4H)、3.75~3.90(6H)、4.00~4.10(4H)、6.80-6.85(4H)、7.05~7.10(2H)
19F-NMR(アセトン-D6)
-59.17~-56.65(9F)、-79.96(2F)、-81.98(2F)、-90.20~-91.87(18F)
「実施例2」
 以下に示す方法により、上記式(B)で表される化合物(式(B)中、kは4.5であり、mは4.5である。)を得た。
 まず、N-メチルピラゾールメタノールとエピクロロヒドリンとを用いて上記式(11)で表される化合物を合成した。
 そして、実施例1において用いた式(10)で表される化合物の代わりに式(11)で表される化合物を14.1g用いたこと以外は、実施例1と同様にして化合物(B)を得た。
 得られた化合物(B)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.65~3.85(16H)、4.00~4.05(4H)、4.55~4.60(4H)、6.60(2H)、7.30(2H)
「実施例3」
 以下に示す方法により、上記式(C)で表される化合物(式(C)中、nは4.5であり、pは4.5である。)を得た。
 まず、メチルチアゾールエタノールとエピクロロヒドリンとを用いて上記式(12)で表される化合物を合成した。
 そして、実施例1において用いた式(10)で表される化合物の代わりに式(12)で表される化合物を16.7g用いたこと以外は、実施例1と同様にして化合物(C)を得た。
 得られた化合物(C)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
2.35~2.40(6H)、3.00~3.10(4H)、3.65-3.85(10H)、3.90~4.00(4H)、4.55~4.60(4H)、8.45(2H)
「実施例4」
 以下に示す方法により、上記式(D)で表される化合物(式(D)中、sは4.5であり、tは4.5である。)を得た。
 まず、N-メチルピラゾールメタノールとアリルグリシジルエーテルとの反応物を酸化して上記式(13)で表される化合物を合成した。
 そして、実施例1において用いた式(10)で表される化合物の代わりに式(13)で表される化合物を20.4g用いたこと以外は、実施例1と同様にして化合物(D)を得た。
 得られた化合物(D)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.70~3.95(20H)、4.00~4.05(10H)、4.55~4.60(4H)、6.97(2H)、7.30(2H)
「実施例5」
 以下に示す方法により、上記式(E)で表される化合物(式(E)中、uは4.5であり、vは4.5である。)を得た。
 式(11)で表される化合物を7.0g用い、t-BuOK(カリウムターシャリーブトキシド)を1.8g用いたこと以外は、実施例2と同様にしてパーフルオロポリエーテルの一端にピラゾール化合物が結合した化合物を得た。
 このパーフルオロポリエーテルの一端にピラゾール化合物が結合した化合物(23.0g)に、上記化合物(10)で表される化合物3.8gと、t-BuOH(ターシャリーブチルアルコール)(20.0mL)とを加え、室温で均一になるまで撹拌した。さらに、この均一になるまで撹拌した液にt-BuOK(カリウムターシャリーブトキシド)(0.9g)を加え、70℃に加熱し、8時間撹拌して反応させた。
 25℃まで冷却させた反応生成物に水とバートレルXFを加え、水層を分離した。有機層は無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、乾燥剤を濾別後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、化合物(E)を得た。
 得られた化合物(E)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
2.95~3.05(2H)、3.50~3.60(2H)、3.70~3.90(11H)、4.05~4.10(4H)、4.55~4.60(4H)、6.95-7.00(2H)、7.05(1H)、7.15~7.20(1H)、7.30(1H)
「実施例6」
 以下に示す方法により、上記式(F)で表される化合物(式(F)中、wは4.5であり、xは4.5である。)を得た。
 まず、ヒドロキシピリジンとエピクロロヒドリンとを用いて上記式(14)で表される化合物を合成した。
 そして、実施例1において用いた式(10)で表される化合物の代わりに式(14)で表される化合物を12.7g用いたこと以外は、実施例1と同様にして化合物(F)を得た。
 得られた化合物(F)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.65~3.85(6H)、4.00~4.05(4H)、4.55~4.60(4H)、6.60(4H)、7.88(4H)
「実施例7」
 以下に示す方法により、上記式(I)で表される化合物(式(I)中、ccは4.5であり、ddは4.5である。)を得た。
 まず、上記式(15)で表される化合物を以下に示す方法により合成した。上記式(10)で示される化合物を加水分解し、得られた化合物の1級水酸基をt-ブチルジメチルシリル基で保護した。その後、2級水酸基をメトキシメチル基で保護し、得られた化合物からt-ブチルジメチルシリル基を除去した。生成した1級水酸基に、エピブロモヒドリンを反応させて合成した。
 そして窒素ガス雰囲気下200mLナスフラスコに、HOCH2CF2O(CF2CF2O)cc(CF2O)ddCF2CH2OH(式中、ccは4.5を表し、ddは4.5を表す。)で表されるフルオロポリエーテル(数平均分子量1000、分子量分布1.1)(40.0g)と、上記式(15)で表される化合物25.4gと、t-BuOH(ターシャリーブチルアルコール)(20.0mL)とを仕込み、室温で均一になるまで撹拌した。さらに、上記のナスフラスコに、t-BuOK(カリウムターシャリーブトキシド)(3.6g)を加え、70℃に加熱し、8時間撹拌して反応させた。
 反応液を室温に戻し、水50mLが入った分液漏斗へ移し、酢酸エチル100mLで2回抽出し、有機層を濃縮した。これに10%の塩化水素/メタノール溶液60gを加え、室温で1時間撹拌した。
 その後、得られた反応生成物に水を加え、さらに三井デュポンフロロケミカル社製バートレルXF(以下、バートレルXF)を加えて有機層を抽出し、水洗した。有機層に、無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、乾燥剤を濾別後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物(I)(18.0g)を得た。
 得られた化合物(I)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.05~3.10(4H)、3.48~3.56(12H)、3.67~3.69(6H)、3.70~3.90(6H)、4.07~4.12(4H)、6.90~6.94(4H)、7.23~7.25(2H)
「実施例8」
 以下に示す方法により、上記式(J)で表される化合物(式(J)中、eeは4.5であり、ffは4.5である。)を得た。
 式(10)で表される化合物を7.7g用い、t-BuOK(カリウムターシャリーブトキシド)を1.8g用いたこと以外は、実施例1と同様にしてパーフルオロポリエーテルの一端にチオフェン化合物が結合した化合物を得た。
 このパーフルオロポリエーテルの一端にチオフェン化合物が結合した化合物(24.0g)に、上記化合物(15)で表される化合物6.4gと、t-BuOH(ターシャリーブチルアルコール)(20.0mL)とを加え、室温で均一になるまで撹拌した。さらに、この均一になるまで撹拌した液にt-BuOK(カリウムターシャリーブトキシド)(0.9g)を加え、70℃に加熱し、8時間撹拌して反応させた。
 反応液を室温に戻し、水50mLが入った分液漏斗へ移し、酢酸エチル100mLで2回抽出し、有機層を濃縮した。これに10%の塩化水素/メタノール溶液60gを加え、室温で1時間撹拌した。
 その後、得られた反応生成物に水を加え、さらに三井デュポンフロロケミカル社製バートレルXF(以下、バートレルXF)を加えて有機層を抽出し、水洗した。有機層に、無水硫酸ナトリウムを加えて脱水し、乾燥剤を濾別後、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製し、化合物(J)(14.0g)を得た。
 得られた化合物(J)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.05~3.10(4H)、3.48~3.56(8H)、3.67~3.69(5H)、3.70~3.90(6H)、4.07~4.12(4H)、6.90~6.94(4H)、7.23~7.25(2H)
「実施例9」
 以下に示す方法により、上記式(K)で表される化合物(式(K)中、ggは4.5である。)を得た。
 実施例1において用いたHOCH2CF2O(CF2CF2O)q(CF2O)rCF2CH2OH(式中のqは4.5であり、rは4.5である。)で表される化合物(数平均分子量1000、分子量分布1.1)の代わりに、HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)ggCF2CF2CH2OH(式中のggは4.5である。)で示される化合物(数平均分子量1000、分子量分布1.1)を40g用いたこと以外は、実施例1と同様にして化合物(K)を得た。
 得られた化合物(K)の1H-NMRおよび19F-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.10~3.15(4H)、3.50~3.60(4H)、3.65~3.70(4H)、3.75~3.90(6H)、4.30~4.40(4H)、6.80~6.85(4H)、7.05~7.10(2H)
19F-NMR(アセトン-D6)
-83.70(18F)、-86.55(4F)、-124.21(4F)、-129.73(9F)
「実施例10」
 以下に示す方法により、上記式(L)で表される化合物(式(L)中、hhは4.5である。)を得た。
 実施例7において用いたHOCH2CF2O(CF2CF2O)cc(CF2O)ddCF2CH2OH(式中のccは4.5であり、ddは4.5である。)で表される化合物(数平均分子量1000、分子量分布1.1)の代わりに、HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)hhCF2CF2CH2OH(式中のhhは4.5である。)で示される化合物(数平均分子量1000、分子量分布1.1)を40g用いたこと以外は、実施例7と同様にして化合物(L)を得た。
 得られた化合物(L)の1H-NMR測定を行い、以下の結果により構造を同定した。
1H-NMR(アセトン-D6)
3.05~3.10(4H)、3.48~3.56(12H)、3.67~3.69(6H)、3.70~3.90(6H)、4.30~4.40(4H)、6.90~6.94(4H)、7.23~7.25(2H)
「比較例1」
 下記式(G)で表される化合物を、特許文献1に記載の方法で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式(G)中、yは4.5であり、zは4.5である。)
「比較例2」
 下記式(H)で表される化合物を、特許文献3に記載の方法で合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(式(H)中、aaは4.5であり、bbは4.5である。)
 このようにして得られた実施例1~6および比較例1~2の化合物の数平均分子量を、上述した1H-NMRおよび19F-NMRの測定により求めた。その結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
 次に、以下に示す方法により、実施例1~10および比較例1~2で得られた化合物を用いて潤滑層形成用溶液を調製した。そして、得られた潤滑層形成用溶液を用いて、以下に示す方法により、磁気記録媒体の潤滑層を形成し、実施例1~10および比較例1~2の磁気記録媒体を得た。
「潤滑層形成用溶液」
 実施例1~10および比較例1~2で得られた化合物を、それぞれフッ素系溶媒であるバートレル(登録商標)XF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)に溶解し、保護層上に塗布した時の膜厚が9Å~11Åになるようにバートレルで希釈し、化合物の濃度が0.0005質量%~0.001質量%である潤滑層形成用溶液とした。
「磁気記録媒体」
 直径65mmの基板上に、付着層と軟磁性層と第1下地層と第2下地層と磁性層と保護層とを順次設けた磁気記録媒体を用意した。保護層は、炭素からなるものとした。
 保護層までの各層の形成された磁気記録媒体の保護層上に、実施例1~10および比較例1~2の潤滑層形成用溶液を、ディップ法により塗布した。
 その後、潤滑層形成用溶液を塗布した磁気記録媒体を、120℃の恒温槽に入れ、10分間加熱する熱処理を行った。このことにより、保護層上に潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。
 得られた実施例1~10および比較例1~2の磁気記録媒体の有する潤滑層の膜厚を、FT-IR(商品名:Nicolet iS50、Thermo Fisher Scientific社製)を用いて測定した。その結果を表1に示す。
 また、実施例1~10および比較例1~2の磁気記録媒体に対して、以下に示す方法により耐摩耗性試験および化学物質耐性試験を行なった。その結果を表1に示す。
(耐摩耗性試験)
 ピンオンディスク型摩擦摩耗試験機を用い、接触子としての直径2mmのアルミナの球を、荷重40gf、摺動速度0.25m/secで、磁気記録媒体の潤滑層上で摺動させ、潤滑層の表面の摩擦係数を測定した。そして、潤滑層の表面の摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間を測定した。摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間は、各磁気記録媒体の潤滑層について4回ずつ測定し、その平均値(時間)を潤滑剤塗膜の耐摩耗性の指標とした。
 なお、摩擦係数が急激に増大するまでの時間は、以下に示す理由により、潤滑層の耐摩耗性の指標として用いることができる。磁気記録媒体の潤滑層は、磁気記録媒体を使用することにより摩耗が進行し、摩耗により潤滑層が無くなると、接触子と保護層とが直接接触して、摩擦係数が急激に増大するためである。
 表1に示すように、実施例1~10の磁気記録媒体は、比較例1および比較例2の磁気記録媒体と比較して、摩擦係数が急激に増大するまでの摺動時間が長く、耐摩耗性が良好であった。
 これは、実施例1~10の磁気記録媒体では、潤滑層を形成している式(1)で表される化合物中のR1およびR5が複素環を有する基であり、R2およびR4が極性基を有する2価の連結基であることによるものであると推定される。
(化学物質耐性試験)
 以下に示す評価手法により、高温環境下において汚染物質を生成させる環境物質による磁気記録媒体の汚染を調べた。なお、以下に示す評価手法では、環境物質としてSiイオンを用い、環境物質によって生成された磁気記録媒体を汚染する汚染物質の量としてSi吸着量を測定した。
 具体的には、評価対象である磁気記録媒体を、温度85℃、湿度0%の高温環境下で、シロキサン系Siゴムの存在下に240時間保持した。次に、磁気記録媒体の表面に存在するSi吸着量を、二次イオン質量分析法(SIMS)を用いて分析測定し、Siイオンによる汚染の程度をSi吸着量として評価した。Si吸着量の評価は、比較例1の結果を1.00としたときの数値を用いて評価した。その結果を表1に示す。
 表1より、実施例1~10の磁気記録媒体では、比較例1~2の磁気記録媒体と比較して、Si吸着量が少なく、高温環境下において環境物質によって汚染されにくいことが明らかになった。
 厚みが薄くても、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層を形成できる磁気記録媒体用潤滑剤の材料として、好適に用いることが出来る含フッ素エーテル化合物を提供する。
10・・・磁気記録媒体
11・・・基板
12・・・付着層
13・・・軟磁性層
14・・・第1下地層
15・・・第2下地層
16・・・磁性層
17・・・保護層
18・・・潤滑層

Claims (12)

  1.  下記式(1)で表されることを特徴とする含フッ素エーテル化合物。
    1-R2-CH2-R3-CH2-R4-R5  (1)
    (式(1)中、R1およびR5は複素環を有する基であり、同じであっても異なっていても良く、R2およびR4は極性基を有する2価の連結基であり、同じであっても異なっていても良く、R3はパーフルオロポリエーテル鎖である。)
  2.  前記複素環がヘテロ原子を1種以上含み、前記ヘテロ原子が窒素原子および/または硫黄原子である、請求項1に記載の含フッ素エーテル化合物。
  3.  前記複素環が、ピラゾール環、チオフェン環、チアゾール環、及びピリジン環から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の含フッ素エーテル化合物。
  4.  前記極性基がヒドロキシル基である請求項1~3のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
  5.  前記式(1)におけるR2およびR4が、それぞれ下記式(2-1)または(2-2)である、請求項1~4のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
    -(O-CH2CH(OH)CH2a-O- (2-1)
    (式(2-1)中のaは1~3から選択される整数を表す。)
    -(O-CH2CH(CH2OH)CH2b-O- (2-2)
    (式(2-2)中のbは1~3から選択される整数を表す。)
  6.  前記式(1)におけるR3が、下記式(3)~(5)のいずれかである、請求項1~5のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
    -CF2-(OCF2CF2c-(OCF2d-OCF2- (3)
    (式(3)中のc、dはそれぞれ0~20を表すが、但し、cまたはdが0.1以上である。)
    -CF(CF3)-(OCF(CF3)CF2e-OCF(CF3)- (4)
    (式(4)中のeは0.1~20を表す。)
    -CF2CF2-(OCF2CF2CF2f-OCF2CF2- (5)
    (式(5)中のfは0.1~20を表す。)
  7.  数平均分子量が500~10000の範囲内にある、請求項1~6のいずれか一項に記載に含フッ素エーテル化合物。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする磁気記録媒体用潤滑剤。
  9.  基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気記録媒体であって、前記潤滑層は、請求項1~7のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
  10.  前記潤滑層の平均膜厚が0.5nm~2nmである請求項9の磁気記録媒体。
  11. 前記式(1)におけるR1およびR5が、下記式(7)~(9)から選択される、請求項1~6のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
    Z-O-(CH2g- (7)
    (式(7)中、Zは置換基を有しても良い複素環であり、gは1~3から選択される整数を表す。)
    Z-(CH2h- (8)
    (式(8)中、Zは置換基を有しても良い複素環であり、hは1~3から選択される整数を表す。)
    Z-(CH2i-O-(CH2j- (9)
    (式(9)中、Zは置換基を有しても良い複素環であり、i、jはそれぞれ1~3から選択される整数を表す。)
  12. 下記式(A)~(F)および(I)~(L)の化合物から選択される化合物である、請求項1~6及び11のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(A)中、q、rはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(B)中、k、mはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(C)中、n、pはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(D)中、s、tはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式(E)中、u、vはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式(F)中、w、xはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
                           ・・・(I)
    (式(I)中、cc、ddはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
                          ・・・(J)
    (式(J)中、ee、ffはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
                          ・・・(K)
    (式(K)中、ggはそれぞれ0.1~20である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
                           ・・・(L)
    (式(L)中、hhはそれぞれ0.1~20である。)
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