專利名稱：磁記錄介質(zhì)用潤滑劑及其用途的制作方法
相關(guān)申請交叉參考本申請要求于1999年3月26日申請的美國臨時申請順序號60/126,372、名為“磁記錄介質(zhì)用潤滑劑及其用途”申請的優(yōu)先權(quán)。
磁記錄通常是通過磁介質(zhì)和磁記錄頭之間的相對運動來完成的。磁記錄頭由小電磁鐵構(gòu)成，其有一個面向磁介質(zhì)的縫隙。寫入過程中，向該電磁鐵的線圈上施加電流，由此在磁頭縫隙產(chǎn)生邊緣場并根據(jù)外加于磁頭的電流的方向磁化磁介質(zhì)。在讀取過程中，來自磁介質(zhì)的磁通被磁頭核心攔截，在讀取頭的線圈感應(yīng)電壓脈沖。


圖1A和1B說明了一種典型的磁盤驅(qū)動器。圖1A是該磁盤驅(qū)動器的俯視圖，圖1B是該磁盤驅(qū)動器的側(cè)視圖。磁盤驅(qū)動器10一般包括磁盤11和用于向該磁盤11寫入信息和從該磁盤讀取信息的磁盤磁頭16。磁盤磁頭16可包括讀/寫元件12和滑動觸頭13。磁盤磁頭16連接到懸臂14，該懸臂又連接到旋轉(zhuǎn)傳動器15。
儲存或檢索數(shù)據(jù)的一般方法被稱為接觸啟動/停止(也稱為“CSS”)。在典型的CSS操作中，磁盤磁頭和磁盤的表面被設(shè)置成在操作開始時彼此接觸。之后，通過使磁盤進行預(yù)定的旋轉(zhuǎn)，從而在磁頭和磁盤的表面之間形成空氣層。在這種狀態(tài)下進行數(shù)據(jù)的記錄或復(fù)制。運行結(jié)束時，停止磁盤的旋轉(zhuǎn)。這時，磁頭和磁盤的表面如同運行開始時一樣處于摩擦接觸的狀態(tài)。在該摩擦接觸狀態(tài)中的磁頭和磁盤之間產(chǎn)生的摩擦力會磨損磁頭和磁盤。最終這種摩擦力會損壞磁頭和磁盤。此外，在摩擦接觸狀態(tài)中，有時磁頭高度的輕微改變會對磁頭產(chǎn)生不均勻負載，因此導(dǎo)致磁頭和磁盤表面的損壞。
為防止由于與磁頭接觸或在磁頭上滑動引起的磁盤磨損，在該磁盤的表面上提供一層潤滑劑層。常用于磁盤的潤滑劑是全氟聚醚(“PFPE”)。為增強磁盤的耐磨性和保護磁性材料不受PFPE潤滑劑的腐蝕影響，有時在磁介質(zhì)和潤滑劑層之間提供一層保護層。保護層可包括無定形碳、金剛石類碳和其他物質(zhì)。
由于計算機的普遍使用，磁盤的面數(shù)據(jù)儲存密度已快速并持續(xù)不減的增長了幾乎40年。預(yù)計這種向高記錄密度發(fā)展的趨勢會繼續(xù)。例如，目前的面積密度是大約0.5千兆字節(jié)/平方英寸。下一代磁盤將具有約10千兆字節(jié)/平方英寸的面密度。幾年內(nèi)，預(yù)計面密度將超過40千兆字節(jié)/平方英寸。為獲得高記錄密度，磁頭應(yīng)位于距磁介質(zhì)盡可能近的位置。磁頭的尖端和磁介質(zhì)表面之間的距離被稱為“飛行高度”。例如，為獲得約0.5千兆字節(jié)/平方英寸的面密度，需要飛行高度在約25-30nm范圍內(nèi)。為獲得10千兆字節(jié)/平方英寸的面密度，飛行高度應(yīng)縮減至約10-15nm。如果希望面密度達到40千兆字節(jié)/平方英寸，飛行高度應(yīng)進一步縮減至約3.5nm。這意味潤滑劑層(或膜)的厚度與保護層的厚度總和約3nm或更小。因此，由于一直試圖獲得更高密度的磁盤，所以磁頭-磁盤界面的可靠性愈來愈取決于潤滑膜的壽命和性能。換句話說，潤滑膜的特性如物理、化學(xué)和摩擦性能對所述高密度磁盤的性能有關(guān)鍵性的影響。
首先，潤滑膜或?qū)拥氖褂脡勖鼞?yīng)能與驅(qū)動器相一致。如果潤滑膜過早磨損，磁盤驅(qū)動器會因此受損。此外，潤滑劑層應(yīng)能耐化學(xué)降解。潤滑劑層的化學(xué)降解可由熱解、與固體表面的催化反應(yīng)和由于與磁盤磁頭的高速接觸產(chǎn)生的機械剪切作用而引起。
除化學(xué)穩(wěn)定性以外，在研制磁盤潤滑劑系統(tǒng)中的主要挑戰(zhàn)是提供充分的耐用性而不會增大靜摩擦力至無法接受的程度。于磁盤使用壽命期間，磁頭經(jīng)歷數(shù)千次停止及啟動循環(huán)。若磁盤磁頭與磁介質(zhì)間的靜摩擦力過大，則驅(qū)動馬達無法產(chǎn)生足夠扭矩來重新驅(qū)動磁盤旋轉(zhuǎn)，結(jié)果導(dǎo)致磁盤驅(qū)動器故障。
如上所述，PFPE類已被廣泛用于磁記錄介質(zhì)中形成潤滑膜。PFPE類相當昂貴。因此，需要有較廉價的替代品。盡管PFPE類有良好的熱穩(wěn)定性，但當它們與路易斯酸接觸時易于分解。這是一個重要考慮原因，因為磁頭經(jīng)常是由Al2O3/TiC復(fù)合材料制造的，Al2O3可轉(zhuǎn)化成AlF3，這是一種強路易斯酸。AlF3的形成導(dǎo)致PFPE潤滑劑的化學(xué)降解。此外，當將PFPE涂布到磁介質(zhì)上時，一般使用氯氟化烴(“CFCs”)作溶劑。CFCs對臭氧層有害，如可能應(yīng)避免使用。
考慮到上述論述，為滿足信息時代的要求，需要研制有潤滑劑層的磁記錄介質(zhì)，該潤滑劑層的化學(xué)及機械性質(zhì)更為強勁，可經(jīng)受高切變率及較苛刻的環(huán)境。該潤滑劑層應(yīng)能縮減飛行高度以便獲得更高的面密度。此外，需要此種潤滑劑相對價廉，無需使用CFCs來形成潤滑劑層。
一方面，本發(fā)明涉及一種磁記錄介質(zhì)。該磁記錄介質(zhì)包括(1)非磁性基片；(2)形成于該基片上的磁性層；(3)該磁性層上的潤滑劑層，其中該潤滑劑層包括選自烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。在一些實施方案中，磁記錄介質(zhì)還可包括位于磁性層和潤滑劑層之間的保護層，如碳外涂層。在另外的實施方案中，環(huán)戊烷、環(huán)戊烯和環(huán)戊二烯上的烴基取代基可包括一個或多個官能團，如羥基、羧酸、胺、羧酸酯、羧酸酰胺、磷酸酯或含硫化合物等。
另一方面，本發(fā)明涉及一種磁頭。該磁頭包括(1)磁頭本體，和(2)至少部分覆蓋磁頭本體的潤滑劑層，該潤滑劑層包括一種選自烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。在一些實施方案中，環(huán)戊烷、環(huán)戊烯和環(huán)戊二烯上的烴基取代基可包括一個或多個官能團，如羥基、羧酸、胺、羧酸酯、羧酸酰胺、磷酸酯或含硫化合物等。
下面描述本發(fā)明的其他方面。從下列描述中可看出本發(fā)明的優(yōu)點和目的。
圖1B是示意性表示的典型的計算機磁盤驅(qū)動系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的數(shù)據(jù)存儲/檢索裝置的橫截面視圖。
圖3是示意性表示的本發(fā)明一個實施方案所用的高速滾珠傾斜平面測試器的俯視圖。
圖4是Pennzane合成烴流體X-2000(0.11重量％)的轉(zhuǎn)數(shù)對摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線圖。
圖5是Pennzane合成烴流體X-2000(0.22重量％)的轉(zhuǎn)數(shù)對摩擦系數(shù)的關(guān)系曲線圖。
圖6是比較各種潤滑劑的薄膜耐用性的圖表。
發(fā)明實施方案詳述本發(fā)明的實施方案提供一種有潤滑膜或?qū)拥拇庞涗浗橘|(zhì)，該潤滑膜或?qū)佑蔁N基取代的環(huán)戊二烯類、烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊烷類及其混合物或衍生物形成。該類化合物還可用作在磁記錄介質(zhì)上讀寫的磁頭上的潤滑劑層。該磁記錄介質(zhì)、磁頭或二者均可用于制造數(shù)據(jù)記錄/檢索設(shè)備，如計算機磁盤驅(qū)動器。
盡管“烴基”一般理解為表示只包括碳和氫的有機基團，但該術(shù)語在本文用于指官能化烴基和非官能化烴基。官能化烴基指有機基團，包括碳、氫和一個官能團(例如極性基團)，而非官能化烴基指只包括碳和氫的有機基團。烴基取代的環(huán)戊烷的衍生物在本文指的是來源于烴基取代的環(huán)戊烷的任何化合物。衍生可發(fā)生于烴基或環(huán)戊烷基團上。優(yōu)選衍生通過引入一個或多個極性基團發(fā)生于一個或多個烴基基團上?？稍谥苽錈N基取代的環(huán)戊烷之前或之后實現(xiàn)衍生化。烴基取代的環(huán)戊二烯和烴基取代的環(huán)戊烯的衍生物與上文所述相似。
由于磁記錄介質(zhì)上的潤滑膜被暴露于大氣條件中并且在制備過程中只涂布一次，優(yōu)選磁記錄介質(zhì)上薄膜形式的潤滑劑具有低蒸氣壓、高化學(xué)穩(wěn)定性和良好的載荷能力和理想的摩擦性能。取代的環(huán)戊烷類、環(huán)戊烯類和環(huán)戊二烯類具有用作磁記錄介質(zhì)中的潤滑膜或潤滑劑層必需的性能。一些實施方案使用低聚環(huán)戊烷、環(huán)戊烯和環(huán)戊二烯衍生物，上述化合物是通過環(huán)戊二烯類或烷基取代的環(huán)戊二烯類與多元醇反應(yīng)，接著在適當時間進行氫化而制備的。潤滑劑如上所述，適用于在磁性物質(zhì)上形成潤滑劑層或潤滑膜的化合物包括烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊二烯類和其混合物或衍生物。選擇這些化合物是因為它們具有低蒸氣壓和理想的摩擦性能。例如，三-(2-辛基十二烷基)環(huán)戊烷在約20℃時的蒸氣壓為約1×10-12托。其摩擦性能優(yōu)于或相當于一些用于磁記錄介質(zhì)的現(xiàn)有潤滑劑。此外，其具有良好的熱穩(wěn)定性、添加劑溶解度和抗氧化性。
適宜的烴基取代的環(huán)戊烷類一般具有下列通式 其中R1和R2分別是烴基，m和n分別是0或正整數(shù)。盡管m+n大于6的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總數(shù)小于6。應(yīng)注意R1和R2任一或二者均可進一步衍生化而包括任何極性基團。
適宜的烴基取代的環(huán)戊烯類一般具有下列通式 其中R1和R2分別是烴基，m和n分別是0或正整數(shù)。盡管m+n大于6的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總數(shù)小于6。應(yīng)注意雙鍵可位于環(huán)中的任何位置。此外，R1和R2任一或二者均可進一步衍生化而包括任何極性基團。
適宜的烴基取代的環(huán)戊二烯類具有下列通式 其中R1和R2分別是烴基，m和n分別是0或正整數(shù)。優(yōu)選m和n的總數(shù)小于6。R1和R2任一或二者均可進一步衍生化而包括任何極性基團。
應(yīng)注意，上述通式代表的任一化合物可單獨使用或者與另一化合物或添加劑結(jié)合使用。這些化合物的合成方法公開于下列專利中(1)美國專利第4,721,823號；(2)美國專利第4,849,566號；(3)美國專利第4,929,782號；(4)美國專利第5,012,022號；(5)美國專利第5,012,023號；及(6)美國專利第5,144,095號。上述專利的全部公開內(nèi)容在此引用作為參考。
在優(yōu)選實施方案中，R1為含1至36個碳原子的烷基。R2亦為含1至約36個碳原子的烴基。R1及R2可為相同或相異烴基。優(yōu)選為含4至36個碳原子的直鏈或支鏈烷基。例如，R1和R2可選自下列烴基甲基、乙基、丙基、正丁基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、異十二烷基、正十四烷基、異十三烷基、2-乙基-1-己基、2-辛基-1-十二烷基、2-癸基-1-十四烷基、2-辛基和叔丁基。應(yīng)注意到本文所用術(shù)語“烴基”包括但不限于上述實例。
盡管m可以是任何其他正整數(shù)，但m優(yōu)選為0、1、2或3。優(yōu)選n是2-6的整數(shù)，盡管其也可以是0或任何其他正整數(shù)。盡管m+n大于6的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總數(shù)不大于6。下文列出適用于磁記錄介質(zhì)中的潤滑劑的優(yōu)選的環(huán)戊烷類、環(huán)戊烯類和環(huán)戊二烯類。應(yīng)注意，下列化合物僅僅是示例性的，而非限制本發(fā)明的范圍，除非另行說明。
適宜的環(huán)戊烷類的非限制性實例包括三-正辛基環(huán)戊烷；四-正辛基環(huán)戊烷；五-正辛基環(huán)戊烷；三-正壬基環(huán)戊烷；四-正壬基環(huán)戊烷；五-正壬基環(huán)戊烷；三-正癸基環(huán)戊烷；四-正癸基環(huán)戊烷；五-正癸基環(huán)戊烷；三-正十一烷基環(huán)戊烷；四-正十一烷基環(huán)戊烷；五-正十一烷基環(huán)戊烷；三-正十二烷基環(huán)戊烷；四-正十二烷基環(huán)戊烷；五-正十二烷基環(huán)戊烷；三-2-乙基己基環(huán)戊烷；四-2-乙基己基環(huán)戊烷；二-正辛基、正癸基環(huán)戊烷；正辛基、二-正癸基環(huán)戊烷；三辛基、正癸基環(huán)戊烷；二-正辛基、二-正癸基環(huán)戊烷；正辛基、三-正癸基環(huán)戊烷；三-正十三烷基環(huán)戊烷；四-正十三烷基環(huán)戊烷；五-正十三烷基環(huán)戊烷；二-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊烷；三-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊烷；和四-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊烷。
適宜的環(huán)戊烯的非限制性實例包括三-正辛基環(huán)戊烯；四-正辛基環(huán)戊烯；五-正辛基環(huán)戊烯；三-正壬基環(huán)戊烯；四-正壬基環(huán)戊烯；五-正壬基環(huán)戊烯；三-正癸基環(huán)戊烯；四-正癸基環(huán)戊烯；五-正癸基環(huán)戊烯；三-正十一烷基環(huán)戊烯；四-正十一烷基環(huán)戊烯；五-正十一烷基環(huán)戊烯；三-正十二烷基環(huán)戊烯；四-正十二烷基環(huán)戊烯；五-正十二烷基環(huán)戊烯；三-2-乙基己基環(huán)戊烯；四-2-乙基己基環(huán)戊烯；二-正辛基、正癸基環(huán)戊烯；正辛基、二-正癸基環(huán)戊烯；三辛基、正癸基環(huán)戊烯；二-正辛基、二-正癸基環(huán)戊烯；正辛基、三-正癸基環(huán)戊烯；三-正十三烷基環(huán)戊烯；四-正十三烷基環(huán)戊烯；五-正十三烷基環(huán)戊烯；二-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊烯；三-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊烯；和四-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊烯。
適宜的環(huán)戊二烯的非限制性實例包括三-十二烷基環(huán)戊二烯；四-十二烷基環(huán)戊二烯；五-十二烷基環(huán)戊二烯；五-正丁基環(huán)戊二烯；五-正辛基環(huán)戊二烯；五-正壬基環(huán)戊二烯；五-正癸基環(huán)戊二烯；二-正辛基、正癸基環(huán)戊二烯；正辛基、二-正癸基環(huán)戊二烯；三辛基、正癸基環(huán)戊二烯；二-正辛基、二-正癸基環(huán)戊二烯；正辛基、三-正癸基環(huán)戊二烯；三-正十三烷基環(huán)戊二烯；四-正十三烷基環(huán)戊二烯；五-正十三烷基環(huán)戊二烯；二-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊二烯；三-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊二烯；和四-(2-辛基-1-十二烷基)環(huán)戊二烯；二-正辛基-三-正癸基環(huán)戊二烯；三-正辛基-二-正癸基環(huán)戊二烯；甲基-正辛基-正癸基環(huán)戊二烯；甲基-二-正辛基-正癸基環(huán)戊二烯；甲基-三-正辛基-正癸基環(huán)戊二烯；甲基-正辛基-二-正癸基環(huán)戊二烯；甲基-正辛基-三-正癸基環(huán)戊二烯；二甲基-正辛基-正癸基環(huán)戊二烯；二甲基-二正辛基-正癸基環(huán)戊二烯；二甲基-正辛基-二正癸基環(huán)戊二烯；正壬基-正癸基-正十一烷基環(huán)戊二烯；二正壬基-正癸基-正十一烷基環(huán)戊二烯；正壬基-二正癸基-正十一烷基環(huán)戊二烯；和正壬基-正癸基-二正十一烷基環(huán)戊二烯。
衍生化的環(huán)戊烷類、環(huán)戊烯類和環(huán)戊二烯類可由下式代表1.衍生化的環(huán)戊烷類 2.衍生化的環(huán)戊烯類 3.衍生化的環(huán)戊二烯類
其中R′1和R′2分別是可能衍生化或可能未衍生化的烴基；m和n分別是0或正整數(shù)(如1，2，3，4，5，...)。優(yōu)選m和n的總數(shù)小于6。當R′1或R′2是衍生化的烴基時，其可包括，但不限于下列官能團-OH；-NH2；羧酸；羧酸酯；酚酯；聚醚；酰胺；胺；磺酰胺；硫代磷酸酯；和磷酸酯。
例如包含聚醚或羥基的環(huán)戊烷、環(huán)戊烯或環(huán)戊二烯可由下式代表 其中a是任何整數(shù)，如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m和n可以是0或任何正整數(shù)；盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1、R2、R3和R4各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基。包含磷酸酯或硫代磷酸酯的環(huán)戊烷、環(huán)戊烯或環(huán)戊二烯可由下式代表 其中a是任何整數(shù)，如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m和n可以是0或任何正整數(shù)；盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1、R2、R3和R4各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基；X是氧或硫。
包含羧酸酯、酚酯或酰胺基團的環(huán)戊烷、環(huán)戊烯或環(huán)戊二烯可由下式代表 其中a是任何整數(shù)，如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m和n可以是0或任何正整數(shù)；盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1、R2、R3和R4各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基；Y可以是 -OH、-NH2和-(CF2)b-F(其中b是1，2，3，...，或20)。包含胺基的環(huán)戊烷、環(huán)戊烯或環(huán)戊二烯可由下式代表 其中c是任何整數(shù)，如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m和n可以是0或任何正整數(shù)；盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1、R2、R3、R4和R5各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基；R4和R5還可各自是氫。
包含磺酰胺基團的環(huán)戊烷、環(huán)戊烯或環(huán)戊二烯可由下式代表 其中c是任何整數(shù)，如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m和n可以是0或任何正整數(shù)；盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1、R2、R3和R5各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基；R5還可是氫；Z可以是烴基或-(CF2)b-F(其中b是1，2，3，...，或20)。
包含二聚胺鍵的環(huán)戊烷、環(huán)戊烯或環(huán)戊二烯可由下式代表 其中c是任何整數(shù)，如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m和n可以是0或任何正整數(shù)；盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1、R2、R3和R5各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基；R5還可是氫。
此外，環(huán)戊烷、環(huán)戊烯和環(huán)戊二烯的低聚物也可用于本發(fā)明的實施方案，它們可由下式代表 其中p＝1，2，3，...，或1 0；盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1和R2各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基。
最后，也可使用Diels-Alder衍生物，可由下式代表 其中m和n可以是0或任何正整數(shù)，盡管m+n大于5的化合物也適用于本發(fā)明的實施方案，但優(yōu)選m和n的總和小于5。R1和R2各自是可能包括或可能不包括極性基團的烴基；R3和R4可以是烴基、羧酸、羧酸酯、羥基、腈或羧酸酰胺。其他適用于本發(fā)明實施方案的Diels-Alder衍生物公開于歐洲專利申請0613886A1和0613887A1中，這兩個專利均為1994年2月25日申請的。這些專利申請的公開內(nèi)容引用于此作為參考。精選潤滑劑的合成1.制備3-[三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯基]丙腈將三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯(18.12g，20mmol)置于配備了一個附加的漏斗、一個進氣接合器和一個隔板的三頸圓底燒瓶中。用干燥的氮氣快速通2分鐘后，加入50ml干THF(于鉀中蒸餾)。將該溶液在干冰/丙酮浴中冷卻，接著注入8.4M正丁基鋰的己烷溶液(2.40ml；20mmol)。除去干冰/丙酮浴，將得到的暗紅色溶液在室溫下攪拌1小時，接著在干冰/丙酮浴中冷卻。然后從附加的漏斗中滴加10ml 3-溴丙腈(2.70g，20mmol)的干THF溶液。添加完畢后，將反應(yīng)溶液在室溫下再攪拌3小時。用10ml水使反應(yīng)慢慢淬滅。分離有機層，水層用50ml己烷提取。合并有機層，用MgSO4干燥、過濾和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到19.6g黃色液體。該粗反應(yīng)產(chǎn)物過SiO2色譜柱純化，用5％乙酸乙酯/己烷洗脫。回收未反應(yīng)的三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯(3.66g)并分離標題化合物(12.83g)。FTIR2248cm-1(C≡N)；13CNMR(4種異構(gòu)體)152.5-129.1ppm(C＝C)，120.8-119.6(4個峰；C≡N)，59.5ppm，56.9ppm，51.3ppm，41.1ppm，39.5-26.4ppm，22.7ppm，14.1ppm。
2.制備雙-[三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊基3-丙基]胺將3-[三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯基]丙腈(5.24g)、含10重量％鈀的活性炭(0.1g)和250ml庚烷放到500ml Zipper Clave反應(yīng)器中。通入氫氣。在700psi H2、130℃條件下保持氫化24小時。在室溫下冷卻后，濾除催化劑，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑。將黃色液體產(chǎn)物過SiO2色譜柱純化，用5％乙酸乙酯/己烷洗脫，得到標題化合物，為淺黃色粘性液體(4.33g)，其在100℃的動態(tài)粘度為40cSt，40℃時為380cSt，粘度指數(shù)為155，Rf(SiO2薄層色譜，5％乙酸乙酯/己烷)為0.58。FTIR1465cm-1，1376cm-1，1307cm-1，1130cm-1，721cm-1。
3.制備3-[三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊基]丙胺在0℃，向含3-[三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯基]丙腈(8.38g；9.23mmol)的20ml無水四氫呋喃(THF)攪拌溶液中緩慢加入1M氫化鋁鋰的四氫呋喃溶液(9.3ml)。添加完畢后，移去冰浴。在室溫下進一步攪拌反應(yīng)2小時。用10ml水慢慢淬滅反應(yīng)。反應(yīng)混合物溶液用己烷(2×20ml)萃取。有機層用MgSO4干燥、過濾和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到8.13g物質(zhì)，將其過SiO2色譜柱進一步純化，用40％乙酸乙酯/己烷洗脫，產(chǎn)生5.21g標題化合物FTIR3392cm-1，1618cm-1，1074cm-1，786cm-1，和721cm-1(在2248cm-1無C≡N存在)。1H NMRδ2.66(2H)；δ1.28；和δ0.90(t，18H)。
4.制備2-[2-三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯基乙氧基]乙醇按照已知方法用3.4-二氫-2H-吡喃保護2-(2-chchloethoxy)ethanol的羥基，形成相應(yīng)的四氫吡喃基衍生物，產(chǎn)率96％。該反應(yīng)在催化量的對-甲苯磺酸的存在下的二氯甲烷中進行。
將三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯(18.12g，20mmol)置于配備了一個附加的漏斗、一個進氣接合器和一個隔板的三頸圓底燒瓶中?？焖偻ǜ稍锏牡獨?分鐘后，加入50ml干THF。將該溶液在干冰/丙酮浴中冷卻，接著注入8.4M正丁基鋰的己烷溶液(2.40ml；20mmol)。除去干冰/丙酮浴，將得到的暗紅色溶液在室溫下攪拌1小時，接著在干冰/丙酮浴中冷卻。然后從附加的漏斗中滴加10ml含上述2-(2-chchloethoxy)ethanol的四氫吡喃衍生物(4.45g，20mmol)的干THF溶液。添加完畢后，在N2中，將反應(yīng)溶液在室溫下攪拌過夜。用20ml水使反應(yīng)慢慢淬滅。分離有機層，水層用50ml己烷萃取。合并有機層，用MgSO4干燥、過濾和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到21.65g液體。向該液體中加入20ml二氯甲烷和0.2ml濃鹽酸，使羥基脫保護。將反應(yīng)混合物攪拌過夜，接著進行水處理，得到19.27g粗產(chǎn)物。在經(jīng)過SiO2色譜柱純化，用5％乙酸乙酯/己烷洗脫后得到標題化合物(16.90g)。FTIR3471cm-1，3050cm-1，1647cm-1，1618cm-1，1058cm-1。13C NMR(2種異構(gòu)體)150.7ppm，148.4ppm，145.1ppm，142.6ppm，139.3ppm，126.7ppm，122.9ppm，121.9ppm，71.8ppm，68.8ppm，61.9ppm，47.8-26.5ppm，22.7ppm和14.1ppm。
5.制備2-[2-三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊基]-乙氧基乙醇以如實施例2所述的相似方式進行2-[2-三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯基乙氧基]乙醇的氫化，但使用的催化劑是載在鋁上的銠。
將2-[2-三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊二烯基乙氧基]乙醇(20g)、載在鋁上的銠(5％Rh)(1g)和250ml庚烷放到500ml Zipper Clave反應(yīng)器中。在950psi H2和280℃條件下保持氫化24小時。標題化合物再過SiO2色譜柱進一步純化，用5％乙酸乙酯/己烷洗脫，得到18.59g無色液體。FTIR3471cm-1，1120cm-1，1058cm-1，890cm-1，721cm-1。1H NMRδ3.70(1H)，δ3.52(1H)，δ3.46(1H)，δ1.25，δ0.87。13C NMR71.8ppm，70.5ppm，61.9ppm，52.8-33.7ppm，31.9ppm，30.3ppm，29.8ppm，29.5ppm，26.7ppm，22.7ppm和14.1ppm。
6.制備[2-三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊基]-乙氧基乙醇的3，5-二-叔丁基4-羥基苯甲酸酯2-[2-三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊基]乙氧基乙醇(8.0g，8.35mmol)，3，5-二-叔丁基-4-羥基苯甲酸(2.94g，12.6mmol)和含催化量的對-甲苯磺酸的60ml甲苯在Dean-Stark分水器(trap)中回流。反應(yīng)通過薄層色譜監(jiān)測，直至2-[2-三(2-辛基十二烷基)環(huán)戊基]乙氧基乙醇全部消耗。耗時4天完成該反應(yīng)。反應(yīng)溶液用1M K2CO3水溶液(2×20ml)洗滌。干燥、過濾和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后，將粗反應(yīng)產(chǎn)物通過SiO2色譜柱純化，用3％乙酸乙酯/己烷洗脫，產(chǎn)生大約9.87g純標題化合物。該純標題化合物的特征如下FTIR3635cm-1，1718cm-1，1600cm-1。1H NMRδ7.92(s，2H)，δ5.63(s，1H)，δ4.44(t，2H)，δ3.74(t，2H)，δ3.53(m，2H)，δ1.44(s，18H)，δ1.22(br.s.)，δ0.91(t，18H)。13C NMR167ppm，158.2ppm，135.6ppm，127.2ppm，121.2ppm，68.1ppm，64.0ppm，45.1ppm，34.3ppm，31.9ppm，30.2ppm，30.1ppm，29.8ppm，29.4ppm，22.7ppm，14.1ppm。
7.制備-(CH2)10-基團交聯(lián)的二-(正癸基)環(huán)戊烷在裝配了一個機械攪拌器和一個填充有3A分子篩(約15g)并且頂端有冷凝器的索氏萃取器的1L三頸燒瓶中，將25.1g二-(正癸基)環(huán)戊二烯(73mmol)、12.6g 1，10-癸二醇(73mmol)、5gKOH和250g三甘醇二甲醚攪拌并用氮氣流去氧。然后加熱混合物并在氮氣中回流2小時。將混合物冷卻并用水洗以除去堿和三甘醇二甲醚。將產(chǎn)物通過載鈀的碳干燥并氫化。產(chǎn)物通過凝膠滲透色譜測定分子量以定性。數(shù)均分子量為1250，表明平均大約3個二(正癸基)環(huán)戊二烯已被交聯(lián)。重均分子量為2250，表明形成了含較高數(shù)目交聯(lián)的二(正癸基)環(huán)戊二烯的分子。100℃時測定的粘度為40cSt，與這些高分子量是一致的。磁記錄介質(zhì)根據(jù)本發(fā)明的實施方案，該磁記錄介質(zhì)包括(1)非磁性基片；(2)形成于該基片上的磁性層；(3)該磁性層上的潤滑劑層，其中該潤滑劑層包括選自烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。介于磁性層與潤滑劑層間可選擇性的設(shè)有保護層。換言之，某些實施方案包括保護層，而其它實施方案不包括此保護層。
一些實施方案中，環(huán)戊烷、環(huán)戊烯及環(huán)戊二烯的烴基取代基經(jīng)衍生而包括一個或多個極性官能團，如羥基、羧酸、胺、羧酸酯、羧酸酰胺、磷酸酯或含硫化合物。例如，以羥基化、二羥基化及多羥基化衍生物為佳。也可使用衍生自多烷化環(huán)戊二烯類、多烷化環(huán)戊烯類及多烷化環(huán)戊烷類的羧酸衍生物及其鹽、胺衍生物、羧酸酯衍生物、羧酸酰胺衍生物、磷酸酯衍生物及含硫化合物。這些衍生基團例如極性基團，經(jīng)由環(huán)戊二烯、烯、二烯、烷烴的已知化學(xué)方式結(jié)合于多烷化環(huán)戊二烯、環(huán)戊烯或環(huán)戊烷。例如，環(huán)戊二烯可進行Diels-Alder反應(yīng)及親核反應(yīng)而引入衍生基團。這些衍生基團可增強潤滑劑膜與其下表面間的粘合。
除磁記錄介質(zhì)外，本發(fā)明涉及一種用于在磁記錄介質(zhì)讀和寫信息的磁頭。該磁頭包括(1)磁頭本體，和(2)至少部分覆蓋磁頭本體的潤滑劑層，該潤滑劑層包括一種選自烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。同理，烴基取代基可經(jīng)衍生而包括一或多個極性基團。數(shù)據(jù)儲存/檢索裝置可由本發(fā)明實施方案提供的磁頭或磁記錄介質(zhì)構(gòu)成。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施方案中制造的數(shù)據(jù)儲存/檢索裝置的橫截面視圖。應(yīng)注意，數(shù)據(jù)儲存/檢索裝置可用于制造電腦的音頻/視頻設(shè)備和類似設(shè)備。典型的電腦包括中央處理器(“CPU”)、顯視器、鍵盤及連結(jié)至中央處理器的磁盤驅(qū)動器。其它適合構(gòu)成電腦的組件為業(yè)界已知。例如，美國專利第4,620,275號公開的一種電腦，該專利的全部內(nèi)容如下所述以供參考。
參照圖2，數(shù)據(jù)儲存/檢索裝置20包括一磁記錄介質(zhì)28、一磁頭29及一電源供應(yīng)器26，電源供應(yīng)器26連結(jié)至磁記錄介質(zhì)28及磁頭29。磁記錄介質(zhì)28由涂布一層磁性材料22于基片21上形成。優(yōu)選的磁性材料層22被保護層23保護。保護層23上有潤滑劑層24。磁頭29包括磁頭本體25及絕緣層27(可選擇使用)。一些實施方案中，磁頭29涂布一層潤滑劑層。為了轉(zhuǎn)動此數(shù)據(jù)儲存/檢索裝置，來自電源供應(yīng)器26的直流電壓優(yōu)選通過基片21及磁頭29。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案的磁記錄介質(zhì)可藉下列方法制備(1)提供一非磁性基片；(2)于基片上形成一磁性層；及(3)于磁性層上形成一潤滑劑層。該潤滑劑層包括選自烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。介于磁性層與潤滑劑層間可選擇性的設(shè)有保護層。
通常，任何非磁性材料皆可用做基片。適當基片材料包括，但非限于金屬如鋁合金、鈦合金或不銹鋼合金；塑膠如聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚砜(polyethersulfone)、聚砜、芳族聚醚、環(huán)氧樹脂、尿素樹脂、蜜胺樹脂、聚碳酸酯、己二烯鄰苯二甲酸酯樹脂、丙烯酸系樹脂、酚醛樹脂、聚亞苯基硫化物、聚亞苯基醚、聚縮醛樹脂、聚丁烯鄰苯二甲酸酯(polybutyreneterphthalate)、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、聚羥苯烯樹脂(polyoxybenzylene resin)、聚亞苯基硫化物樹脂；陶瓷例如玻璃、硅、鍺、氧化鋁、二氧化硅、金剛石、無定形碳或石墨；金屬例如涂布陽極化鋁的鋁合金、鍍Ni-P的薄膜、Cr、FeNi、不銹鋼、Mo或W。應(yīng)注意，非磁性基片并非制造磁性介質(zhì)一直必需。
任何磁性材料皆可用以形成基片上的磁性層。適當磁性材料包括，但非限于氧化物如Fe3O4、γ-Fe2O3、鐵酸鋇或CrO2；氮化物如Fe3N4；碳化物如Fe5C2；含金屬鈷的物質(zhì)如Co、CoNi、CoNiP、CoMnP、CoMnNiP、CoRe、CoPt、CoNiPt、CoCr、CoCrTa、CoNiRe、CoMnReP、CoFeCr、CoV、CoRu、CoOs、CoPtCr、CoPtV、CoRh、CoCrRh、CoNiMo、CoNiCr、CoNiW或CoSm；含鐵金屬的物質(zhì)如FeNd、FeMg、FeNd、FeAg、FePd或FeTb；及含錳金屬的物質(zhì)如MnAI或MnCuAI。也可使用由混合及分散前述各種磁性材料細粒制備而成的樹脂。
形成磁性層與潤滑劑層間的保護層的適當材料包括，但非限于硅化合物如SiO2、Si3N4、SiC或硅酸聚合物；金屬氧化物例如Al2O3、CoO、Co3O4、Co2O3、α-Fe2O3、Cr2O3、CrO3、TiO2、ZrO2、ZnO、PbO、NiO、MoO2或SnO2；金屬硫化物例如MoS2、WS2或TaS2；金屬碳化物例如TiC、ZrC、CrC或TaC；金屬氟化物或石墨氟化物；金屬如W、Cr、Ir、NiB、NiP、FeCr、NiCr、Sn、Pb、Zn、Tl、Au、Ag、Cu、Ga、Ru、Rb、Mn、Mo、Os或Ta、或以上金屬各自的合金；半導(dǎo)體例如Si、Ge、B或C(例如無定形氫化碳、無定形氮化碳、無定形碳、金剛石類碳、或其混合物、石墨類碳或其混合物)；塑膠例如聚四氟乙烯，酚醛樹脂或聚酰亞胺。
形成各層的方法為業(yè)界已知。例如，薄膜可由化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、電化學(xué)鍍層、電子輔助沉積、離子輔助沉積等形成。
制造磁頭本體的適當材料包括，但非限于絕緣體例如石英、玻璃、氧化鋁、藍寶石、紅寶石、金剛石或硅；具有傳導(dǎo)性的碳化硅、燒結(jié)本體如鋁氧-碳化鈦；以及基于陶瓷的導(dǎo)體例如鎂-鋅鐵酸鹽或鎳-鋅鐵酸鹽?？蛇x擇性地施用絕緣薄膜至磁頭本體上。絕緣膜可包括金剛石類碳，二氧化硅或氧化鋁。某些具體例中，磁頭涂布有一種化合物形成的潤滑劑層，該化合物選自由烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯、烴基取代的環(huán)戊二烯及其混合物或衍生物。
雖然環(huán)戊烷類、環(huán)戊烯類及環(huán)戊二烯類可單獨用于潤滑劑層，但其它潤滑劑及/或添加劑也可組合使用，只要其它潤滑劑不會對磁記錄介質(zhì)性能造成不良影響。雖然可使用已知的任何添加劑，但優(yōu)選環(huán)膦腈類添加劑，例如氟化苯氧基取代的環(huán)膦腈混合物或氟烷氧基取代的環(huán)膦腈混合物。其它適當添加劑包括，但非限于金屬皂、脂肪酸、酰胺；脂肪酸酯類；高分子脂族醇類；一烷基磷酸酯類；二烷基磷酸酯類、三烷基磷酸酯類、石蠟、硅油；動物或植物油類；礦物油類、高級脂族胺類、無機細粉類例如石墨、氧化硅、二硫化鉬及二硫化鎢；樹脂細粉例如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯基氯及乙烯基氯共聚物及四氟乙烯、α-烯烴聚合物及于室溫為液體的不飽和脂肪烴類。
已知多種于磁性層上形成潤滑劑層的方法。例如，潤滑劑膜可由涂布或噴霧潤滑劑于有機溶劑溶液的基片(例如非磁性基片上有一磁性膜)并任溶劑揮發(fā)而形成。另一種方法包括以浸漬有潤滑劑的物件摩擦帶有磁性層的基片而將潤滑劑移轉(zhuǎn)至其上。另一種方法包括將帶有磁性層的基片浸沒于含有潤滑劑的有機溶劑溶液內(nèi)，使?jié)櫥瑒┪街粱?。此外，潤滑劑層可由“Langmuir-Blodgett”方法形成?！癓angmuir-Blodgett”方法可用于構(gòu)成單分子或多分子層薄膜。此種方法概述于美國專利第4,907,038號。
一些實施方案中，潤滑劑層由浸涂、線圈桿涂(coil-bar coating)或凹版印刷涂布而后干燥形成。此種方法中可使用多種溶劑，例如乙醇、甲醇、苯、甲苯、丙酮、環(huán)己烷、庚烷、乙醚、二氯甲烷、異丙醇、石腦油、乙酸乙酯、甲基乙基酮等。雖然CFCs及相關(guān)溶劑也可使用，但由于對環(huán)境不利故不為優(yōu)選方案。
下列實例用于說明本發(fā)明的實施方案，但絕非意圖限制本發(fā)明的范圍。此處所列全部數(shù)字皆為近似值。實例1本例驗證PennzaneX-2000，一種由三(2-辛基十二基)環(huán)戊烷制成的潤滑劑，比Z-DOL，一種現(xiàn)有潤滑劑，摩擦系數(shù)更低且耐磨性相當。PennzaneX-2000產(chǎn)自美國德州休士頓的Pennzoil-Quaker State公司。Z-DOL為Ausimont Montedison制造的官能化PFPE。
為了比較，用PennzaneX-2000及Z-DOL樣本進行磨耗刮痕試驗，也測量其摩擦系數(shù)。測試根據(jù)ASTM D5707-95及DIN 51 834方法進行。ASTMD5707-95及DIN 51 834方法的說明可在名為“使用SRV測試儀器測量摩擦性質(zhì)的新ASTM及DIN方法”(NLGI Spokesman的第60卷，第12期，第17頁(1997年3月))中找到。該文全部內(nèi)容被引用以供參考。
試驗結(jié)果摘述于表I。多種添加劑與PennzaneX-2000及Z-DOL一種使用，包括磷酸三甲苯酯；十八烯酸；Irgalube 63；Irgalube 232；甘油一油酸酯；Sakura lube 100。Irgalube 63為無灰二硫代磷酸酯；Irgalube232為無灰丁基化三苯基偶磷硫代硫酸鹽；Sakura lube 100為二硫代氨基甲酸鉬。表I
由表I可知含各種添加劑的PennzaneX-2000的摩擦系數(shù)通常低于含相同添加劑的Z-DOL的摩擦系數(shù)。PennzaneX-2000的耐磨性通?？上喈斉c或優(yōu)于Z-DOL的耐磨性。實例2本例驗證在接觸式啟動/停止周期中形成于磁性介質(zhì)上的PennzaneX-2000潤滑劑膜具有比Z-DOL潤滑劑膜更長的壽命。
制備多個磁性介質(zhì)上帶有潤滑劑膜的樣本。PennzaneX-2000及Z-DOL潤滑劑膜沉積于上方涂布有無定形氫化碳的磁盤上。潤滑劑膜的形成方式是將磁性介質(zhì)浸漬于含有特定重量百分比各組份的溶液中。使用1，1，2-三氯三氟乙烷作為Z-DOL溶劑，而環(huán)己烷做為PennzaneX-2000溶劑。此類樣本于叫作高速滾珠傾斜平面(High-Velocity Ball-on-Inclined-Plane，“HVBOIP”)測試器的裝置中進行測試，該裝置產(chǎn)生類似電腦磁盤驅(qū)動器中磁頭/磁盤界面的摩擦條件。
圖3顯示的是HVBOIP測試機30的示意俯視圖。參照圖3，直徑約1.59毫米的紅寶石珠31夾持于變形測量器32一端。紅寶石珠使用平均粒徑1微米的金剛石糊膏拋光，紅寶石珠表面粗糙度Rs約2.1毫微米及Rmax約19.4毫微米。變形測量器32的力解析度約0.1毫牛頓。測試樣本由超光滑磁盤(帶有厚約75埃的氫化碳涂層)切下，并安裝于另一磁盤上。一段磁盤35粘至基片37上，基片夾具36由一對螺絲36朝下固定。
旋轉(zhuǎn)架(圖中未顯示)用于旋轉(zhuǎn)磁盤。樣本安裝于磁盤上以階梯形式連續(xù)施用稀粘膠溶液。粘膠控制著傾斜角度。以此方式形成0.001度的傾斜角。當試驗開始時，磁盤以約2米/秒的速度旋轉(zhuǎn)，滾珠固定。對每次旋轉(zhuǎn)而言，滾珠在以粘膠控制著角度的傾斜面上滑動一次。如此可模擬沖擊、下落及抬起。由于傾斜角度增加了試驗的苛刻程度，故到達故障的周期總數(shù)可被縮短。試驗于10型號清潔室內(nèi)進行。
測試分成兩步。第一步驟中，磁盤于約0.1秒內(nèi)被加速至約2米/秒(760rpm)的測試速度且以該測試速度旋轉(zhuǎn)100個滑動周期后停止測試。預(yù)定速度的加速或減速于一次旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)完成，故整個試驗期間對測試速度的影響可忽略。100個周期構(gòu)成一個單位測試周期。由于測試速度高，故對每秒5000輸入的測試機器資料的獲得速率不足。僅可收集摩擦力等少數(shù)數(shù)據(jù)點。
為了校正此項缺陷，每經(jīng)100次高速測試周期后，應(yīng)用測試程序的第二步驟來檢查表面損傷以及準確測量摩擦力。第二步驟中，樣本以約0.05米/秒(2rpm)的極慢速轉(zhuǎn)動。如此，可測量滾珠與傾斜面樣本間的摩擦力，同時也可透過攝影機直接觀察樣本表面。對各單位周期重復(fù)此二步驟直到樣本出故障為止。樣本的故障由摩擦力突然增高表示。整個測試程序由電腦控制。
潤滑劑膜分別由含0.055重量％、0.11重量％及0.22重量％PennzaneX-2000以及含0.1重量％Z-DOL的溶液制成。潤滑劑膜于HVBOIP測試機測試。測量各膜的法線方向力FZ及摩擦力Fx。摩擦系數(shù)為Fx/FZ比。圖4及圖5為二張PennzaneX-2000潤滑劑膜的曲線圖。二圖中，法線方向力FZ、摩擦力Fx及摩擦系數(shù)Fx/FZ以周期數(shù)的函數(shù)作圖。0.11重量％的PennzaneX-2000溶液對應(yīng)的潤滑劑膜的摩擦系數(shù)約為0.4，而0.22重量％的PennzaneX-2000溶液對應(yīng)的潤滑劑膜的摩擦系數(shù)降至約0.25。
除摩擦系數(shù)外，也測量發(fā)生故障的周期數(shù)，數(shù)據(jù)示于表II及圖6。圖中可見，PennzaneX-2000潤滑劑膜持續(xù)時間比Z-DOL潤滑劑膜長。由含0.11重量％及0.22重量％PennzaneX-2000的溶液制成的薄膜至少比Z-DOL潤滑劑膜耐用多6倍。因此，使用PennzaneX-2000或類似潤滑劑的磁盤驅(qū)動器具有較長的壽命及更佳的性能。表II
如前文所述，本發(fā)明的實施方案提供了一種可顯著提高磁記錄介質(zhì)的面積密度的磁記錄介質(zhì)的潤滑劑層。此適宜的潤滑劑成本比一些現(xiàn)有的潤滑劑如PFPE更低。使用此種潤滑劑膜的磁記錄介質(zhì)可制造出較高密度的電腦磁盤、光碟、錄音帶及錄影帶。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，潤滑劑膜的形成無須使用對環(huán)境有害的溶劑如含氯氟烴類。因此，本發(fā)明的實施方案比一些現(xiàn)有方法更環(huán)保。此外，本發(fā)明實施方案的潤滑劑對于數(shù)據(jù)記錄/檢索過程中可能發(fā)生的化學(xué)降解更具有抗性，還具有比PFPE明顯更高的添加劑溶解度。其它的特性及優(yōu)點對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是一目了然的。
雖然以有限數(shù)目的實施方案說明了本發(fā)明，但可由其中做出修改及變化。例如，雖然適宜的潤滑劑是以烴基取代的環(huán)戊烷類、環(huán)戊烯類及環(huán)戊二烯類說明的，但其它衍生物也可用于磁記錄介質(zhì)上形成潤滑劑膜。衍生物包括苯基取代，胺取代等。此外，可結(jié)合聚合單元或部分結(jié)合前述潤滑劑而使其變成可聚合。此外，潤滑劑可進一步官能化而增強潤滑劑層與下層間的粘合。雖然本發(fā)明就磁記錄介質(zhì)做了說明，但本發(fā)明可用于任何需要潤滑劑膜或?qū)拥臄?shù)據(jù)記錄/檢索系統(tǒng)。特別指出，本發(fā)明非僅限于接觸式停止-啟動數(shù)據(jù)記錄/檢索系統(tǒng)。隨附的申請專利的權(quán)利要求范圍涵蓋落入本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改及變化。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，包含一非磁性基片；一形成于該基片上的磁性層；一該磁性層上的潤滑劑層，該潤滑劑層包括選自烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，進一步包含于磁性層和潤滑劑層之間形成保護層。
3.如權(quán)利要求1或2所述的磁記錄介質(zhì)，其中潤滑劑層包括一種烴基取代的環(huán)戊烷、一種烴基取代的環(huán)戊烯或一種烴基取代的環(huán)戊二烯，分別以下式表示 其中R1及R2分別為烴基，m及n分別為零或正整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的磁記錄介質(zhì)，其中潤滑劑層包括一種烴基取代的環(huán)戊烷、一種烴基取代的環(huán)戊烯或一種烴基取代的環(huán)戊二烯，分別以下式表示 其中R′1及R′2分別為包括一個選自-OH、-NH2、羧酸、羧酸酯、酚酯、聚醚、酰胺、胺、磺酰胺、硫代磷酸酯和磷酸酯官能團的烴基，m及n分別為零或正整數(shù)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物包括至少一個選自羥基、羧酸、胺、羧酸酯、羧酸酰胺、磷酸鹽和含硫基團的官能團。
6.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中a為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2，R3及R4各自為烴基。
7.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中a為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2，R3及R4各自為烴基；X為氧或硫。
8.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中a為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2，R3及R4各自為烴基；Y為-OH；-NH2， ；或-(CF2)b-F，此處b為1，2，3，...，或20。
9.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中c為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2及R3各自為烴基；R4及R5各自為氫或烴基。
10.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中c為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2及R3各自為烴基；R5為氫或烴基；Z為烴基或-(CF2)b-F，此處b為1，2，3，...，或20。
11.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中c為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2及R3各自為烴基；R5為氫或烴基。
12.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中p為1，2，3，...，或10；q為1，2，3，...，或10；m及n為零或正整數(shù)；R1及R2各自為烴基。
13.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯的衍生物分別以下式表示 其中m及n為零或正整數(shù)；R1及R2各自為烴基；R3及R4各自為烴基、羧酸或羧酸酯。
14.一種磁頭，該磁頭包括一磁頭本體；以及一至少部分覆蓋磁頭本體的潤滑劑層，該潤滑劑層包括一種選自烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。
15.一種數(shù)據(jù)存儲/檢索裝置，包含一包括有一于基片上的磁性層及一于磁性層上的潤滑劑層的磁記錄介質(zhì)，潤滑劑層包括一種選自烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯及其混合物或衍生物的化合物；以及一毗鄰磁記錄介質(zhì)的磁頭，該磁頭于磁記錄介質(zhì)上滑動而在磁記錄介質(zhì)上讀取及寫入數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求15所述的數(shù)據(jù)存儲/檢索裝置，進一步包含一使外加電壓通過磁記錄介質(zhì)及磁頭的電源供應(yīng)器，用以在磁記錄介質(zhì)上讀取及寫入數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求15所述的數(shù)據(jù)存儲/檢索裝置，其中該裝置為電腦磁盤驅(qū)動器。
18.一種電腦，包含一中央處理器；一連結(jié)至中央處理器的磁盤驅(qū)動器，故該磁盤驅(qū)動器可以與中央處理器進行數(shù)據(jù)傳輸，該磁盤驅(qū)動器包括一包括一于一基片上的磁性層及一于磁性層上的潤滑劑層的磁記錄介質(zhì)，潤滑劑層包括一種選自烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯或烴基取代的環(huán)戊二烯及其混合物或衍生物的化合物；以及一毗鄰磁記錄介質(zhì)的磁頭，該磁頭于磁記錄介質(zhì)上滑動而在磁記錄介質(zhì)上讀取及寫入數(shù)據(jù)。
19.一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，包含提供一非磁性基片；于基片上形成一磁性層；及于磁性層上形成一潤滑劑層，該潤滑劑層包括一種選自烴基取代的環(huán)戊烯類、烴基取代的環(huán)戊烷類、烴基取代的環(huán)戊二烯類及其混合物或衍生物的化合物。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進一步包含于磁性層和潤滑劑層之間形成保護層。
21.一種組合物具有下式 其中R′1及R′2各自為包括一個選自-OH、-NH2、羧酸、羧酸酯、酚酯、聚醚、酰胺、胺、磺酰胺、硫代磷酸酯和磷酸酯官能團的烴基，m及n分別為零或正整數(shù)。
22.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中該組合物以下式表示 其中a為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2，R3及R4各自為烴基。
23.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中該組合物以下式表示 其中a為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2，R3及R4各自為烴基；X為氧或硫。
24.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中該組合物以下式表示 其中a為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2，R3及R4各自為烴基；Y為-OH；-NH2， ；或-(CF2)b-F，此處b為1，2，3，...，或20。
25.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中該組合物以下式表示 其中c為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2及R3各自為烴基；R4及R5各自為氫或烴基。
26.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中該組合物以下式表示 其中c為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2及R3各自為烴基；R5為氫或烴基；Z為烴基或-(CF2)b-F，此處b為1，2，3，...，或20。
27.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中該組合物以下式表示 其中c為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9或10；m及n為零或正整數(shù)；R1，R2及R3各自為烴基；R5為氫或烴基。
28.如權(quán)利要求21所述的組合物，其中該組合物以下式表示 其中p為1，2，3，...，或10；q為1，2，3，...，或10；m及n為零或正整數(shù)；R1及R2各自為烴基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁記錄介質(zhì)和形成該磁記錄介質(zhì)的方法。該磁記錄介質(zhì)包括一層形成于非磁性基片上的磁性層和覆蓋在該磁性層上的潤滑劑層。該潤滑劑層包括選自烴基取代的環(huán)戊烷、烴基取代的環(huán)戊烯、烴基取代的環(huán)戊二烯及其混合物或衍生物的化合物。該潤滑劑層還可用于在磁記錄介質(zhì)上讀取和寫入信息的磁頭上。該磁記錄介質(zhì)和磁頭可用于制造計算機磁盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、聲頻設(shè)備和視頻設(shè)備。
文檔編號C07C43/13GK1349644SQ00805484
公開日2002年5月15日 申請日期2000年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月26日
發(fā)明者塞爾達·京塞爾, 克利福德·費尼爾, 邱一清 申請人:彭佐爾·奎克州立公司