WO2022113854A1 - 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
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Abstract
Description
本願は、2020年11月27日に、日本に出願された特願2020-197545号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、磁気記録媒体として、基板上に記録層を形成し、記録層上にカーボン等の保護層を形成したものがある。保護層は、記録層に記録された情報を保護するとともに、磁気ヘッドの摺動性を高める。また、保護層は、記録層を被覆して、記録層に含まれる金属が環境物質により腐食されるのを防止する。
磁気記録媒体の潤滑層を形成する際に用いられる潤滑剤としては、-CF2-を含む繰り返し構造を有するフッ素系ポリマーがある。フッ素系ポリマーとしては、末端に水酸基等の極性基を有する化合物を、飽和の脂環式構造で連結したものが提案されている。
特許文献2には、脂環式炭化水素が中央部付近にあり、末端に極性基を有する含フッ素エーテル化合物が開示されている。
しかし、潤滑層の厚みを薄くすると、潤滑層の被覆性が低下して、磁気記録媒体の化学物質耐性および潤滑層の耐摩耗性が低下する傾向がある。
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目的とする。
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優れた信頼性および耐久性を有する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
その結果、分子の中央に炭素数3~13の脂環式構造および少なくとも1つの極性基を含む有機基を配置し、その両側にメチレン基を介してパーフルオロポリエーテル鎖と、メチレン基と、2つまたは3つの極性基を有する特定の構造を有する末端基とが、この順にそれぞれ結合された含フッ素エーテル化合物とす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。
R1-CH2-R2-CH2-R3-CH2-R4-CH2-R5 (1)
(式(1)中、R3は炭素数3~13の脂環式構造および少なくとも1つの極性基を含む2価の有機基であり、パーフルオロポリエーテル鎖を含まない;R2およびR4はパーフルオロポリエーテル鎖である;R1およびR5は2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。)
[2] 前記R3が、下記式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される、[1]に記載の含フッ素エーテル化合物。
(式(2-1)中、Xは炭素数3~13の脂環式構造である;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
(式(2-2)中、X’は炭素数3~13の脂環式構造であり、極性基を含む置換基を少なくとも1つ有する;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
(式(2-3)中、Xは炭素数3~13の脂環式構造である;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
(式(2-4)中、Xは炭素数3~13の脂環式構造である;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
[4] 前記R3に含まれる脂環式構造が、飽和脂環式構造である[1]~[3]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
[6] 前記R3に含まれる少なくとも1つの極性基が、水酸基、アルコキシ基、アミド基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基、スルホ基からなる群から選ばれる極性基を含む基である[1]~[5]のいずれかに記載の含フッ素エーテル化合物。
-CF2O-(CF2CF2O)b-(CF2O)c-CF2- (4)
(式(4)中のb、cは平均重合度を示し、それぞれ独立に0~30を表す;但し、b、cが同時に0となることは無い。)
-CF(CF3)-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)- (5)
(式(5)中のdは平均重合度を示し、0.1~30を表す。)
-CF2CF2O-(CF2CF2CF2O)e-CF2CF2- (6)
(式(6)中のeは平均重合度を示し、0.1~30を表す。)
(式(7)中、fは1~2の整数を表し、gは1~5の整数を表す。)
(式(8)中、hは1~5の整数を表す。)
(式(9)中、iは1~5の整数を表す。)
(式(10)中、jは1~2の整数を表し、kは1~2の整数を表す。)
(式(A)中、ba1、ca1、ba2、ca2は平均重合度を示し、ba1、ba2は0~30を表し、ca1、ca2は0~30を表す;但し、ba1、ca1が同時に0となること、およびba2、ca2が同時に0となることは無い。)
(式(B)中、bb1、cb1、bb2、cb2は平均重合度を示し、bb1、bb2は0~30を表し、cb1、cb2は0~30を表す;但し、bb1、cb1が同時に0となること、およびbb2、cb2が同時に0となることは無い。)
(式(C)中、bc1、cc1、bc2、cc2は平均重合度を示し、bc1、bc2は0~30を表し、cc1、cc2は0~30を表す;但し、bc1、cc1が同時に0となること、およびbc2、cc2が同時に0となることは無い。)
(式(D)中、bd1、cd1、bd2、cd2は平均重合度を示し、bd1、bd2は0~30を表し、cd1、cd2は0~30を表す;但し、bd1、cd1が同時に0となること、およびbd2、cd2が同時に0となることは無い。)
(式(E)中、be1、ce1、be2、ce2は平均重合度を示し、be1、be2は0~30を表し、ce1、ce2は0~30を表す;但し、be1、ce1が同時に0となること、およびbe2、ce2が同時に0となることは無い。)
(式(F)中、bf1、cf1、bf2、cf2は平均重合度を示し、bf1、bf2は0~30を表し、cf1、cf2は0~30を表す;但し、bf1、cf1が同時に0となること、およびbf2、cf2が同時に0となることは無い。)
(式(G)中、bg1、cg1、bg2、cg2は平均重合度を示し、bg1、bg2は0~30を表し、cg1、cg2は0~30を表す;但し、bg1、cg1が同時に0となること、およびbg2、cg2が同時に0となることは無い。)
(式(H)中、bh1、ch1、bh2、ch2は平均重合度を示し、bh1、bh2は0~30を表し、ch1、ch2は0~30を表す;但し、bh1、ch1が同時に0となること、およびbh2、ch2が同時に0となることは無い。)
(式(I)中、bi1、bi2は平均重合度を示し、bi1、bi2は0.1~30を表す。)
(式(J)中、ej1、ej2は平均重合度を示し、ej1、ej2は0.1~30を表す。)
(式(K)中、bk1、ck1、bk2、ck2は平均重合度を示し、bk1、bk2は0~30を表し、ck1、ck2は0~30を表す;但し、bk1、ck1が同時に0となること、およびbk2、ck2が同時に0となることは無い。)
(式(L)中、bl1、cl1、bl2、cl2は平均重合度を示し、bl1、bl2は0~30を表し、cl1、cl2は0~30を表す;但し、bl1、cl1が同時に0となること、およびbl2、cl2が同時に0となることは無い。)
(式(M)中、bm1、cm1、bm2、cm2は平均重合度を示し、bm1、bm2は0~30を表し、cm1、cm2は0~30を表す;但し、bm1、cm1が同時に0となること、およびbm2、cm2が同時に0となることは無い。)
(式(N)中、bn1、cn1、bn2、cn2は平均重合度を示し、bn1、bn2は0~30を表し、cn1、cn2は0~30を表す;但し、bn1、cn1が同時に0となること、およびbn2、cn2が同時に0となることは無い。)
(式(O)中、bo1、co1、bo2、co2は平均重合度を示し、bo1、bo2は0~30を表し、co1、co2は0~30を表す;但し、bo1、co1が同時に0となること、およびbo2、co2が同時に0となることは無い。)
(式(P)中、bp1、cp1、bp2、cp2は平均重合度を示し、bp1、bp2は0~30を表し、cp1、cp2は0~30を表す;但し、bp1、cp1が同時に0となること、およびbp2、cp2が同時に0となることは無い。)
[12] [1]~[11]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。
本発明の第三の態様は、以下の磁気記録媒体を提供する。
[13] 基板上に、少なくとも磁性層と、保護層と、潤滑層とが順次設けられた磁気記録媒体であって、
前記潤滑層が、[1]~[11]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。
本発明の第三の態様は、以下の特徴を有することが好ましい。
[14] 前記潤滑層の平均膜厚が0.5nm~2.0nmである[13]に記載の磁気記録媒体。
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が設けられているため、優れた信頼性および耐久性を有する。
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。
R1-CH2-R2-CH2-R3-CH2-R4-CH2-R5 (1)
(式(1)中、R3は炭素数3~13の脂環式構造および少なくとも1つの極性基を含む2価の有機基であり、パーフルオロポリエーテル鎖を含まない;R2およびR4はパーフルオロポリエーテル鎖である;R1およびR5は2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。)
式(1)で示される本実施形態の含フッ素エーテル化合物において、R3で示される有機基は、炭素数3~13の脂環式構造を有する。なお前記炭素数は前記範囲内であれば任意に選択でき、例えば、3~6や、7~9や、10~13であってもよい。炭素数3~13の脂環式構造としては、より一層優れた耐摩耗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ため、飽和脂環式構造であることが好ましい。飽和脂環式構造は、橋掛け飽和脂環式構造であってもよい。R3が飽和脂環式構造を有することにより、式(1)で示される含フッ素エーテル化合物の分子構造が、より優れた流動性を有するものとなる。したがって、含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層における飽和脂環式構造部分が、保護層からより浮き上がりやすくなり、浮き上がった潤滑層によって保護層を効果的に守ることができる。
(式(2-1)中、Xは炭素数3~13の脂環式構造である;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
(式(2-2)中、X’は炭素数3~13の脂環式構造であり、極性基を含む置換基を少なくとも1つ有する;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
(式(2-3)中、Xは炭素数3~13の脂環式構造である;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
(式(2-4)中、Xは炭素数3~13の脂環式構造である;Yは-O-、-NH-、又は-CH2-を表す。)
上記式(2-1)~(2-4)中、X、X’は上述した炭素数3~13の脂環式構造を含む。すなわち、これら式中のX、X’は、上述した炭素数3~13の脂環式構造を有してよく、またそれらの特徴を有することができる。
式(2-1)~(2-4)中の脂環式構造X、X’におけるYの結合位置は、特に限定されるものではなく、脂環式構造X、X’を構成するいずれの炭素原子に結合していてもよい。
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はパーフルオロポリエーテル鎖(PFPE鎖)である。式(1)で表される含フッ素エーテル化合物では、分子中に含まれるPFPE鎖がR2およびR4の2つのみであることが好ましい。すなわち、式(1)中のR1およびR5がPFPE鎖を含まないことが好ましい。分子中に含まれるPFPE鎖が2つのみであると、含フッ素エーテル化合物同士が凝集しにくい。このため、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物を含む潤滑層は、含フッ素エーテル化合物が保護層上で面方向に広がって均一に延在した状態で配置されやすく、好ましい。
R2およびR4は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。R2およびR4が同じパーフルオロポリエーテル鎖であると、含フッ素エーテル化合物の合成が容易であり好ましい。
-(CF2)w1O(CF2O)w2(CF2CF2O)w3(CF2CF2CF2O)w4(CF2CF2CF2CF2O)w5(CF2)w6- (Rf)
(式(Rf)中、w2、w3、w4、w5は平均重合度を示し、それぞれ独立に0~30を表す;ただし、w2、w3、w4、w5のすべてが同時に0になることはない;w1、w6は-CF2-の数を示す平均値であり、それぞれ独立に1~3を表す;式(Rf)における繰り返し単位の配列順序には、特に制限はない。)
式(Rf)中、w2、w3、w4、w5は平均重合度を示し、それぞれ独立に0~30を表し、0~20であることが好ましく、0~15であることがより好ましい。
式(Rf)中、w1、w6は-CF2-の数を示す平均値であり、それぞれ独立に1~3を表す。w1、w6は、式(Rf)で表される重合体において、鎖状構造の端部に配置されている繰り返し単位の構造などに応じて決定される。
式(Rf)における(CF2O)、(CF2CF2O)、(CF2CF2CF2O)、(CF2CF2CF2CF2O)は、繰り返し単位である。式(Rf)における繰り返し単位の配列順序には、特に制限はない。また、式(Rf)における繰り返し単位の種類の数にも、特に制限はない。
-(CF2)w7O-(CF2CF2O)w8-(CF2CF2CF2O)w9-(CF2)w10- (Rf-1)
(式(Rf-1)中、w8、w9は平均重合度を示し、それぞれ独立に0.1~30を表す;w7、w10は-CF2-の数を示す平均値であり、それぞれ独立に1~2を表す。)
式(Rf-1)における繰り返し単位である(CF2CF2O)と(CF2CF2CF2O)との配列順序には、特に制限はない。式(Rf-1)は、モノマー単位(CF2CF2O)と(CF2CF2CF2O)とからなるランダム共重合体、ブロック共重合体、及び、交互共重合体のいずれを含むものであってもよい。式(Rf-1)において、平均重合度を示すw8およびw9は、それぞれ独立に0.1~30を表し、0.1~20であることが好ましく、1~15であることがより好ましい。式(Rf-1)におけるw7およびw10は-CF2-の数を示す平均値であり、それぞれ独立に1~2を表す。w7およびw10は、式(Rf-1)で表される重合体において、鎖状構造の端部に配置されている繰り返し単位の構造などに応じて決定される。
また、R2およびR4が、式(4)~式(6)のいずれかである場合、パーフルオロポリエーテル鎖中の炭素原子数に対する酸素原子数(エーテル結合(-O-)数)の割合が適正である。このため、適度な硬さを有する含フッ素エーテル化合物となる。よって、保護層上に塗布された含フッ素エーテル化合物が、保護層上で凝集しにくく、より一層厚みの薄い潤滑層を十分な被覆率で形成できる。また、R2およびR4が式(4)~式(6)のいずれかである場合、良好な化学物質耐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。
(式(4)中のb、cは平均重合度を示し、それぞれ独立に0~30を表す;但し、b、cが同時に0となることは無い。)
(式(5)中のdは平均重合度を示し、0.1~30を表す。)
式(5)において、平均重合度を示すdが0.1~30である場合、本実施形態の含フッ素エーテル化合物の数平均分子量が好ましい範囲になりやすい。dは1~30であることが好ましく、2~20であることがより好ましく、3~10であることがさらに好ましい。
(式(6)中のeは平均重合度を示し、0.1~30を表す。)
式(6)において、平均重合度を示すeが0.1~30である場合、本実施形態の含フッ素エーテル化合物の数平均分子量が好ましい範囲になりやすい。eは1~20であることが好ましく、2~15であることがより好ましく、2~8であることがさらに好ましい。
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、それぞれ2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、かつ、前記極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している、末端基である。R1およびR5で表される末端基は、パーフルオロポリエーテル鎖(PFPE鎖)を含まないことが好ましい。
R1およびR5は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、R1で表される末端基の含む極性基の数と、R5で表される末端基の含む極性基の数も、同じであってもよいし、異なっていてもよい。R1およびR5が同じ末端基であると、含フッ素エーテル化合物の合成が容易であり好ましい。
(式(7)中、fは1~2の整数を表し、gは1~5の整数を表す。)
(式(8)中、hは1~5の整数を表す。)
(式(9)中、iは1~5の整数を表す。)
(式(10)中、jは1~2の整数を表し、kは1~2の整数を表す。)
式(7)において、gは1~5の整数を表す。gが1~5の整数であると、式(7)で表される末端基中の水酸基間の距離が適正となり、保護層との密着性に優れ、被覆率の高い潤滑層を形成できる含フッ素エーテル化合物となる。gは、潤滑層と保護層との密着性の観点から、1または2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
式(10)において、kは1~2の整数を表す。kが1~2の整数であると、式(10)で表される末端基中の水酸基間の距離が適正となり、保護層との密着性に優れ、被覆率の高い潤滑層を形成できる含フッ素エーテル化合物となる。kは、潤滑層と保護層との密着性の観点から、1であることが好ましい。また、耐摩耗性の観点から、kは2であることが好ましい。
式(A)~(H)中のba1~bh1、ba2~bh2およびca1~ch1、ca2~ch2、式(I)中のbi1、bi2、式(J)中のej1、ej2、式(K)~(P)中のbk1~bp1、bk2~bp2およびck1~cp1、ck2~cp2で示される繰り返し数は、いずれも平均重合度を示す値であるため、必ずしも整数とはならない。
(式(A)中、ba1、ca1、ba2、ca2は平均重合度を示し、ba1、ba2は0~30を表し、ca1、ca2は0~30を表す;但し、ba1、ca1が同時に0となること、およびba2、ca2が同時に0となることは無い。)
(式(B)中、bb1、cb1、bb2、cb2は平均重合度を示し、bb1、bb2は0~30を表し、cb1、cb2は0~30を表す;但し、bb1、cb1が同時に0となること、およびbb2、cb2が同時に0となることは無い。)
(式(C)中、bc1、cc1、bc2、cc2は平均重合度を示し、bc1、bc2は0~30を表し、cc1、cc2は0~30を表す;但し、bc1、cc1が同時に0となること、およびbc2、cc2が同時に0となることは無い。)
(式(D)中、bd1、cd1、bd2、cd2は平均重合度を示し、bd1、bd2は0~30を表し、cd1、cd2は0~30を表す;但し、bd1、cd1が同時に0となること、およびbd2、cd2が同時に0となることは無い。)
(式(E)中、be1、ce1、be2、ce2は平均重合度を示し、be1、be2は0~30を表し、ce1、ce2は0~30を表す;但し、be1、ce1が同時に0となること、およびbe2、ce2が同時に0となることは無い。)
(式(F)中、bf1、cf1、bf2、cf2は平均重合度を示し、bf1、bf2は0~30を表し、cf1、cf2は0~30を表す;但し、bf1、cf1が同時に0となること、およびbf2、cf2が同時に0となることは無い。)
(式(G)中、bg1、cg1、bg2、cg2は平均重合度を示し、bg1、bg2は0~30を表し、cg1、cg2は0~30を表す;但し、bg1、cg1が同時に0となること、およびbg2、cg2が同時に0となることは無い。)
(式(H)中、bh1、ch1、bh2、ch2は平均重合度を示し、bh1、bh2は0~30を表し、ch1、ch2は0~30を表す;但し、bh1、ch1が同時に0となること、およびbh2、ch2が同時に0となることは無い。)
(式(I)中、bi1、bi2は平均重合度を示し、bi1、bi2は0.1~30を表す。)
(式(J)中、ej1、ej2は平均重合度を示し、ej1、ej2は0.1~30を表す。)
(式(K)中、bk1、ck1、bk2、ck2は平均重合度を示し、bk1、bk2は0~30を表し、ck1、ck2は0~30を表す;但し、bk1、ck1が同時に0となること、およびbk2、ck2が同時に0となることは無い。)
(式(L)中、bl1、cl1、bl2、cl2は平均重合度を示し、bl1、bl2は0~30を表し、cl1、cl2は0~30を表す;但し、bl1、cl1が同時に0となること、およびbl2、cl2が同時に0となることは無い。)
(式(M)中、bm1、cm1、bm2、cm2は平均重合度を示し、bm1、bm2は0~30を表し、cm1、cm2は0~30を表す;但し、bm1、cm1が同時に0となること、およびbm2、cm2が同時に0となることは無い。)
(式(N)中、bn1、cn1、bn2、cn2は平均重合度を示し、bn1、bn2は0~30を表し、cn1、cn2は0~30を表す;但し、bn1、cn1が同時に0となること、およびbn2、cn2が同時に0となることは無い。)
(式(O)中、bo1、co1、bo2、co2は平均重合度を示し、bo1、bo2は0~30を表し、co1、co2は0~30を表す;但し、bo1、co1が同時に0となること、およびbo2、co2が同時に0となることは無い。)
(式(P)中、bp1、cp1、bp2、cp2は平均重合度を示し、bp1、bp2は0~30を表し、cp1、cp2は0~30を表す;但し、bp1、cp1が同時に0となること、およびbp2、cp2が同時に0となることは無い。)
式(F)~(H)、(K)~(L)、(P)で表される化合物は、いずれも上記式(1)におけるR3の脂環式構造がシクロペンタンである。
式(A)~(E)、(I)、(J)、(M)~(O)で表される化合物は、いずれも上記式(1)におけるR3が式(2-1)である。式(F)~(H)で表される化合物は、R3が式(2-3)である。式(K)で表される化合物は、R3が式(2-2)である。式(L)、(P)で表される化合物は、R3が式(2-4)である。
式(A)~(H)、(K)~(P)において、ba1~bh1、ba2~bh2、bk1~bp1、bk2~bp2は、0であってもよく、1~20であってもよく、1~10であってもよく、1~5であってもよい。式(A)~(H)、(K)~(P)において、ca1~ch1、ca2~ch2、ck1~cp1、ck2~cp2は、0であってもよく、1~20であってもよく、1~10であってもよく、1~5であってもよい。式(I)、(J)において、bi1、bi2、ej1、ej2は、1~20であってもよく、1~10であってもよく、1~5であってもよい。
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。
R1-CH2-R2-CH2-OH (1-1)
(式(1-1)中、R1およびR2は、式(1)と同じである。)
HO-CH2-R4-CH2-R5 (1-2)
(式(1-2)中、R4およびR5は、式(1)と同じである。)
式(1-2)で示されるアルコールは、HO-CH2-R4-CH2-OHで表されるパーフルオロポリエーテル化合物に対し、R5に対応する構造を有するエポキシド化合物を付加反応させる方法により合成できる。
X-{Y-CH2-Ep}2 (1-3)
(式(1-3)中、Epはエポキシ基を表す;X、Yは、式(2-1)のそれらと同じである。)
次に、式(1-3)で示されるエポキシドに、式(1-1)および(1-2)のアルコールを付加反応させる。このことにより、式(1)で示される化合物を生成する。
具体的には、例えば、式(1)におけるR1に対応する脂環式構造が、シクロヘキサンである場合、シクロヘキサントリオールにエピブロモヒドリンを付加反応させることにより、式(1-3)におけるXが置換基として水酸基を1つ有するシクロヘキサンであり、Yが-O-であるエポキシドを製造できる。
X’-Y-CH2-Ep (1-4)
(式(1-4)中、Epはエポキシ基を表す;X’、Yは、式(2-2)のそれらと同じである。)
具体的には、例えば、式(1)におけるR1に対応する脂環式構造が、シクロヘキサンである場合、シクロヘキサンジオールにエピブロモヒドリンを付加反応させることにより、式(1-4)におけるX’が置換基として水酸基を1つ有するシクロヘキサンであり、Yが-O-であるエポキシドを製造できる。
X’-Y-CH2CH(OH)CH2O-CH2-R2-CH2-R1 (1-5)
(式(1-5)中、X’、Yは、式(2-2)のそれらと同じである;R1およびR2は、式(1)と同じである。)
次に、式(1-5)で示される化合物の水酸基を、ブロモ基、メタンスルホン酸基などの脱離基に変換し、その化合物に対し、式(1-2)で示されるアルコールを付加反応させる。このことにより、式(1)で示される化合物が生成する。
次に、式(1-5)で示される化合物(式(1-5)においてX’がXである化合物)の水酸基に、エピブロモヒドリンを付加反応させて、式(1-6)で示されるエポキシドを合成する。
X-Y-CH2CH(OCH2Ep)CH2O-CH2-R2-CH2-R1 (1-6)
(式(1-6)中、Epはエポキシ基を表す;X、Yは、式(2-3)のそれらと同じである;R1およびR2は、式(1)と同じである。)
次に、式(1-6)で示されるエポキシドに対し、式(1-2)で示されるアルコールを付加反応させる。このことにより、式(1)で示される化合物が生成する。
X-Y-CH2CH(OCH2Ep)CH2OCH2Ep (1-7)
(式(1-7)中、Epはエポキシ基を表す;X、Yは、式(2-4)のそれらと同じである。)
次に、式(1-7)で示されるエポキシドに、式(1-1)および(1-2)で示されるアルコールを付加反応させる。このことにより、式(1)で示される化合物を生成する。
以上の方法により、式(1)で表される含フッ素エーテル化合物が得られる。
以上のことから、本実施形態の含フッ素エーテル化合物によれば、潤滑層と保護層とが強固に結合され、優れた化学物質耐性および耐摩耗性を有する潤滑層が得られる。
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。
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。
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、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。
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、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軟磁性膜に使用されるCoFe合金には、Zr、Ta、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の配向および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合金層、CoW合金層、CrW合金層、CrV合金層、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を含む層であり、さらにSNR特性を改善するために、酸化物、Cr、B、Cu、Ta、Zr等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、Cr2O3、CoO、Ta2O3、TiO2等が挙げられる。
例えば、磁性層16が、下から順に積層された第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、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、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、Cr2O3、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、Cr2O3-SiO2、Cr2O3-TiO2、SiO2-TiO2等を好適に用いることができる。
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。
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、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、従来公知のいかなる方法によって形成してもよい。磁性層16は、通常、スパッタリング法により形成される。
保護層17は、磁性層16を保護する。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の材料としては、炭素、窒素を含む炭素、炭化ケイ素などが挙げられる。
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(特に水酸基)との相互作用が一層高まるため、好ましい。
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、上述の含フッ素エーテル化合物を含む。
潤滑層18を形成する方法としては、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し、乾燥させる方法が挙げられる。
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。
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。
熱処理温度は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。
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、平均重合度を示すba1、ba2は4.5であり、平均重合度を示すca1、ca2は4.5である。)を得た。
まず、1,3,5-シクロヘキサントリオールとエピブロモヒドリンとを反応させて、下記式(40)で表される化合物を合成した。また、1,3-プロパンジオールの片方の水酸基をテトラヒドロピラン保護した後に、エピブロモヒドリンを反応させて下記式(11)で表される化合物を合成した。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(46H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-51.99~-55.72(18F)、-78.48(4F)、-80.66(4F)、-89.16~-91.14(36F)
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、平均重合度を示すbb1、bb2は4.5であり、平均重合度を示すcb1、cb2は4.5である。)を得た。
まず、1,2,3-シクロヘキサントリオールとエピブロモヒドリンとを反応させて、下記式(13)で表される化合物を合成した。
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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(46H)
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、平均重合度を示すbc1、bc2は4.5であり、平均重合度を示すcc1、cc2は4.5である。)を得た。
まず、1,2,4-シクロヘキサントリオールとエピブロモヒドリンとを反応させて、下記式(14)で表される化合物を合成した。
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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(46H)
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、平均重合度を示すbd1、bd2は4.5であり、平均重合度を示すcd1、cd2は4.5である。)を得た。
まず、1,2,4-シクロヘキサントリオールとエピブロモヒドリンと2-(ブロモプロポシ)テトラヒドロ-2H-ピランとを反応させて、下記式(15)で表される化合物を合成した。
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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(12H)、3.20~4.20(50H)
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、平均重合度を示すbe1、be2は4.5であり、平均重合度を示すce1、ce2は4.5である。)を得た。
まず、1,2,4-シクロヘキサントリオールとエピブロモヒドリンと2-(ブロモエトキシ)テトラヒドロ-2H-ピランとを反応させて、下記式(16)で表される化合物を合成した。
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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(50H)
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、平均重合度を示すbf1、bf2は4.5であり、平均重合度を示すcf1、cf2は4.5である。)を得た。
まず、1,2-シクロペンタンジオールとエピブロモヒドリンとジヒドロピランとを反応させて、下記式(17)で表される化合物を合成した。
この残渣(16.4g)を0℃に冷却し、N,N-ジメチルホルムアミド(30mL)と水素化ナトリウム(1.5g)とを加え、0℃で1時間撹拌した。さらに、エピブロモヒドリン(3mL)を0℃で滴下し、均一になるまで撹拌した後、25℃に昇温して15時間撹拌し、反応させた。
この残渣(15.3g)に対し、上記式(12)で表される化合物(3.67g)と、t-BuOH(ターシャリーブチルアルコール)(65.0mL)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)(0.270g)を加え、70℃に加熱し、23時間撹拌して反応させた。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(44H)
以下に示す方法により、上記式(G)で表される化合物(式(G)中、平均重合度を示すbg1、bg2は4.5であり、平均重合度を示すcg1、cg2は4.5である。)を得た。
まず、1,3-シクロペンタンジオールとエピブロモヒドリンとジヒドロピランとを反応させて、下記式(18)で表される化合物を合成した。
得られた化合物(G)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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(44H)
以下に示す方法により、上記式(H)で表される化合物(式(H)中、平均重合度を示すbh1、bh2は4.5であり、平均重合度を示すch1、ch2は4.5である。)を得た。
まず、1,3-シクロペンタンジオールとエピブロモヒドリンと2-(ブロモエトキシ)テトラヒドロ-2H-ピランとを反応させて、下記式(19)で表される化合物を合成した。
得られた化合物(H)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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(48H)
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、平均重合度を示すbi1、bi2は6.5である。)を得た。
まず、1,3,5-シクロヘキサントリオールとエピブロモヒドリンと2-(ブロモプロポシ)テトラヒドロ-2H-ピランとを反応させて、下記式(20)で表される化合物を合成した。また、1,4-ブタンジオールの片方の水酸基をテトラヒドロピラン保護した後に、エピブロモヒドリンを反応させて、下記式(21)で表される化合物を合成した。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(16H)、3.20~4.20(50H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-77.85~-79.00(8F)、-88.50~-91.22(52F)
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、平均重合度を示すej1、ej2は4.5である。)を得た。
まず、3-アリルオキシ-1,2-プロパンジオール-2-メトキシメチルエーテルと、2-(ブロモエトキシ)テトラヒドロ-2H-ピランとを反応させた生成物を酸化して、下記式(23)で表される化合物を合成した。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(6H)、3.20~4.20(58H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-82.66~-84.00(40F)、-85.16~-86.91(8F)、-123.16~-124.91(8F)、-128.47~-130.20(8F)
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、平均重合度を示すbk1、bk2は4.5であり、平均重合度を示すck1、ck2は4.5である。)を得た。
この残渣(16.4g)に対し、ジクロロメタン(200mL)と4-ジメチルアミノピリジン(1.0g)とを加え、0℃に冷却した。さらに、トリエチルアミン(10mL)を滴下し、0℃で均一になるまで撹拌した後、メタンスルホン酸クロライド(3.0mL)を滴下し、25℃に昇温して6時間撹拌し、反応させた。
この残渣(15.3g)に対し、上記式(12)で表される化合物(3.67g)と、t-BuOH(ターシャリーブチルアルコール)(65.0mL)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)(0.470g)を加え、70℃に加熱し、23時間撹拌して反応させた。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(38H)
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、平均重合度を示すbl1、bl2は4.5であり、平均重合度を示すcl1、cl2は4.5である。)を得た。
まず、1,3-シクロペンタンジオールとジヒドロピランとエピブロモヒドリンとを反応させた生成物に対し、臭化アリルとアリルアルコールを反応させ、酸化することで、下記式(25)で表される化合物を合成した。
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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(50H)
以下に示す方法により、上記式(M)で表される化合物(式(M)中、平均重合度を示すbm1、bm2は4.5であり、平均重合度を示すcm1、cm2は4.5である。)を得た。
まず、3-アリルオキシ-1,2-プロパンジオール-2-メトキシメチルエーテルと、2-(ブロモプロポキシ)テトラヒドロ-2H-ピランとを反応させた生成物を酸化して、下記式(26)で表される化合物を合成した。
得られた化合物(M)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(acetone-d6):1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(58H)
以下に示す方法により、上記式(N)で表される化合物(式(N)中、平均重合度を示すbn1、bn2は4.5であり、平均重合度を示すcn1、cn2は4.5である。)を得た。
まず、3-ブテン-1-オールをテトラヒドロピラニル(THP)基により保護した生成物を酸化して、下記式(28)で表される化合物を合成した。
得られた化合物(N)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(acetone-d6):1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(38H)
以下に示す方法により、上記式(O)で表される化合物(式(O)中、平均重合度を示すbo1、bo2は4.5であり、平均重合度を示すco1、co2は4.5である。)を得た。
まず、2,2-ジフルオロ-1,3-プロパンジオールの片方の水酸基をTHP基で保護した生成物に、エピブロモヒドリンを反応させて、下記式(30)で表される化合物を合成した。
1H-NMR(acetone-d6):1.2~2.0(6H)、3.20~4.20(46H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-51.99~-55.72(9F)、-78.48(2F)、-80.66(2F)、-89.16~-91.14(18F)、-144.28(4F)
以下に示す方法により、上記式(P)で表される化合物(式(P)中、平均重合度を示すbp1、bp2は4.5であり、平均重合度を示すcp1、cp2は4.5である。)を得た。
まず、3-アミノ-シクロペンタン-1-オールとエピブロモヒドリンを反応させた生成物に対し、臭化アリルとアリルアルコールを反応させ、酸化することで、下記式(32)で表される化合物を合成した。
得られた化合物(P)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(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(51H)
以下に示す方法により、下記式(Q)で表される化合物を得た。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(6H)、3.20~4.20(33H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-90.57~-88.88(36F),-83.21~-81.20(6F),-80.64~-78.64(6F),-53.32~-51.94(18F)
以下に示す方法により、下記式(R)で表される化合物を得た。
その後、反応後の反応液を25℃まで冷却し、塩酸で中和した後、フッ素系溶剤(商品名:アサヒクリンAK-225、旭硝子社製)を加えて、水洗した。水洗後の反応液の有機層に、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、上記式(R)で表される化合物(2.0g)を得た。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.211(3H),2.523(3H),3.452(3H),3.574(3H),3.625(3H),3.744(6H),3.797~3.901(12H),3.927~4.116(18H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-90.87~-89.19(36F),-81.43~-78.90(12F),-55.63~-52.29(18F)
以下に示す方法により、下記式(S)で表される化合物を得た。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.185(3H),2.499(3H),3.427(3H),3.554(3H),3.600(3H),3.709(6H),3.735~3.918(12H),4.029~4.078(18H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-89.07(60F)、-81.37(6F)、-78.85(6F)
以下に示す方法により、下記式(T)で表される化合物を得た。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.211(3H),2.523(3H),3.452(3H),3.574(3H),3.625(3H),3.744(6H),3.797~3.901(12H),3.927~4.116(18H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-88.67(60F)、-78.43(12F)
以下に示す方法により、下記式(U)で表される化合物を得た。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(8H)、3.20~4.20(24H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-90.87~-89.19(24F),-81.43~-78.90(8F),-55.63~-52.29(12F)
以下に示す方法により、下記式(V)で示される化合物を製造した。
1H-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=1.2~2.0(10H)、3.20~4.20(46H)
19F-NMR(acetone-d6):δ[ppm]=-55.6~-50.6(18F)、-77.7(4F)、-80.3(4F)、-91.0~-88.5(36F)
なお、化合物の原料として用いたフルオロポリエーテルの分子量分布、化合物を合成する際の操作の差異などによって、合成した化合物の平均分子量の値には1~5程度のばらつきが存在しているものと推定される。
実施例1~16、比較例1~6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8Å~9Åになるようにバートレルで希釈し、潤滑層形成用溶液とした。
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1~16、比較例1~6の潤滑層形成用溶液を、それぞれディップ法により塗布した。なお、ディップ法は、浸漬速度10mm/sec、浸漬時間30sec、引き上げ速度1.2mm/secの条件で行った。
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分間加熱して潤滑層形成用溶液中の溶媒を除去することにより、保護層上に潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。
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。
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。実施例1~16、比較例1~6の磁気記録媒体の結果を、表2に示す。摩擦係数が急激に増大するまでの時間の評価は、以下のとおりとした。なお数値が大きいほど良い結果であることを示す。
○(良):780sec以上、880sec未満
△(可):680sec以上、780sec未満
×(不可):680sec未満
化学物質耐性試験および耐摩耗性試験の結果から、以下の基準により総合評価を行った。
○(良):化学物質耐性試験においてSi吸着量が0.60以下であり、かつ耐摩耗性試験の評価が◎(優)または○(良)であった。
×(不可):上記○(良)の基準を満たさなかった。
また、R2、R4が式(6)である実施例10、R1、R5が式(8)である実施例15においても、耐摩耗性が良好であった。
より詳細には、パーフルオロポリエーテル鎖を分子中に3つ有する化合物(Q)を用いた比較例1、化合物(R)を用いた比較例2、化合物(S)を用いた比較例3、化合物(T)を用いた比較例4は、いずれも実施例1~16と比べて、化学物質耐性試験の結果が劣るものであった。
また、式(1)におけるR3に相当する有機基が炭素数3~13の脂環式構造を有さない化合物(V)を用いた比較例6は、実施例1~16と比べて、化学物質耐性試験の結果が劣り、耐摩耗性試験の結果も劣るものであった。
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用いることにより、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。
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 (14)
- 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。
R1-CH2-R2-CH2-R3-CH2-R4-CH2-R5 (1)
(式(1)中、R3は炭素数3~13の脂環式構造および少なくとも1つの極性基を含む2価の有機基であり、パーフルオロポリエーテル鎖を含まない;R2およびR4はパーフルオロポリエーテル鎖である;R1およびR5は2つまたは3つの極性基を含み、各極性基がそれぞれ異なる炭素原子に結合し、極性基の結合している炭素原子同士が、極性基の結合していない炭素原子を含む連結基を介して結合している末端基である。) - 前記式(2-1)~(2-4)中のYが-O-である、請求項2に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 前記R3に含まれる脂環式構造が、飽和脂環式構造である請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 前記R3に含まれる脂環式構造が、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロへプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロウンデカン、シクロドデカン、シクロトリデカン、アダマンタンからなる群から選ばれる1種である請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 前記R3に含まれる少なくとも1つの極性基が、水酸基、アルコキシ基、アミド基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基、スルホ基からなる群から選ばれる極性基を含む基である請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 前記R2および前記R4が、下記式(4)~(6)のいずれかである請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
-CF2O-(CF2CF2O)b-(CF2O)c-CF2- (4)
(式(4)中のb、cは平均重合度を示し、それぞれ独立に0~30を表す;但し、b、cが同時に0となることは無い。)
-CF(CF3)-(OCF(CF3)CF2)d-OCF(CF3)- (5)
(式(5)中のdは平均重合度を示し、0.1~30を表す。)
-CF2CF2O-(CF2CF2CF2O)e-CF2CF2- (6)
(式(6)中のeは平均重合度を示し、0.1~30を表す。) - 前記R1および前記R5にそれぞれ含まれる2つまたは3つの極性基が、すべて水酸基である請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 数平均分子量が500~10000の範囲内にある請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
- 前記式(1)で表される化合物が、下記式(A)~(P)で表される化合物のいずれかである、請求項1~請求項10のいずれか一項に記載の含フッ素エーテル化合物。
(式(A)中、ba1、ca1、ba2、ca2は平均重合度を示し、ba1、ba2は0~30を表し、ca1、ca2は0~30を表す;但し、ba1、ca1が同時に0となること、およびba2、ca2が同時に0となることは無い。)
(式(B)中、bb1、cb1、bb2、cb2は平均重合度を示し、bb1、bb2は0~30を表し、cb1、cb2は0~30を表す;但し、bb1、cb1が同時に0となること、およびbb2、cb2が同時に0となることは無い。)
(式(C)中、bc1、cc1、bc2、cc2は平均重合度を示し、bc1、bc2は0~30を表し、cc1、cc2は0~30を表す;但し、bc1、cc1が同時に0となること、およびbc2、cc2が同時に0となることは無い。)
(式(D)中、bd1、cd1、bd2、cd2は平均重合度を示し、bd1、bd2は0~30を表し、cd1、cd2は0~30を表す;但し、bd1、cd1が同時に0となること、およびbd2、cd2が同時に0となることは無い。)
(式(E)中、be1、ce1、be2、ce2は平均重合度を示し、be1、be2は0~30を表し、ce1、ce2は0~30を表す;但し、be1、ce1が同時に0となること、およびbe2、ce2が同時に0となることは無い。)
(式(F)中、bf1、cf1、bf2、cf2は平均重合度を示し、bf1、bf2は0~30を表し、cf1、cf2は0~30を表す;但し、bf1、cf1が同時に0となること、およびbf2、cf2が同時に0となることは無い。)
(式(G)中、bg1、cg1、bg2、cg2は平均重合度を示し、bg1、bg2は0~30を表し、cg1、cg2は0~30を表す;但し、bg1、cg1が同時に0となること、およびbg2、cg2が同時に0となることは無い。)
(式(H)中、bh1、ch1、bh2、ch2は平均重合度を示し、bh1、bh2は0~30を表し、ch1、ch2は0~30を表す;但し、bh1、ch1が同時に0となること、およびbh2、ch2が同時に0となることは無い。)
(式(I)中、bi1、bi2は平均重合度を示し、bi1、bi2は0.1~30を表す。)
(式(J)中、ej1、ej2は平均重合度を示し、ej1、ej2は0.1~30を表す。)
(式(K)中、bk1、ck1、bk2、ck2は平均重合度を示し、bk1、bk2は0~30を表し、ck1、ck2は0~30を表す;但し、bk1、ck1が同時に0となること、およびbk2、ck2が同時に0となることは無い。)
(式(L)中、bl1、cl1、bl2、cl2は平均重合度を示し、bl1、bl2は0~30を表し、cl1、cl2は0~30を表す;但し、bl1、cl1が同時に0となること、およびbl2、cl2が同時に0となることは無い。)
(式(M)中、bm1、cm1、bm2、cm2は平均重合度を示し、bm1、bm2は0~30を表し、cm1、cm2は0~30を表す;但し、bm1、cm1が同時に0となること、およびbm2、cm2が同時に0となることは無い。)
(式(N)中、bn1、cn1、bn2、cn2は平均重合度を示し、bn1、bn2は0~30を表し、cn1、cn2は0~30を表す;但し、bn1、cn1が同時に0となること、およびbn2、cn2が同時に0となることは無い。)
(式(O)中、bo1、co1、bo2、co2は平均重合度を示し、bo1、bo2は0~30を表し、co1、co2は0~30を表す;但し、bo1、co1が同時に0となること、およびbo2、co2が同時に0となることは無い。)
(式(P)中、bp1、cp1、bp2、cp2は平均重合度を示し、bp1、bp2は0~30を表し、cp1、cp2は0~30を表す;但し、bp1、cp1が同時に0となること、およびbp2、cp2が同時に0となることは無い。) - 請求項1~請求項11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。
- 基板上に、少なくとも磁性層と、保護層と、潤滑層とが順次設けられた磁気記録媒体であって、
前記潤滑層が、請求項1~請求項11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。 - 前記潤滑層の平均膜厚が0.5nm~2.0nmである請求項13に記載の磁気記録媒体。
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