專利名稱：磁記錄盤用潤滑劑的成分比測定方法以及磁記錄盤的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁記錄盤用潤滑劑的成分比測定方法以及磁記錄盤的制造方法。更詳 細地說，涉及潤滑層的材料技術。
背景技術：
磁記錄盤是至少由磁性層、保護層和潤滑層按照該順序層合在非磁性基板上而構 成的，其中，潤滑層具有在磁記錄盤與磁頭接觸時緩和沖擊的功能。對于以HDD為代表的磁 記錄盤驅動裝置來說，伴隨著記錄容量明顯增大，磁記錄盤與磁頭之間的間隙可以進一步 變窄。特別地，通過采用LUL(加載/卸載)方式，磁頭的浮起量有進一步降低的傾向，人們 要求即使在IOnm以下這樣極低浮起量的條件下也能夠穩(wěn)定地進行工作。S卩，在這種條件下，首先，由于高速旋轉中的磁記錄盤與磁頭斷續(xù)地接觸，所接觸 的部分有時由于摩擦而達到高溫(閃光溫度)，因此，人們要求潤滑層具有耐熱性，即使在 這種高溫條件下，潤滑層也不會由于受熱而發(fā)生分解和蒸發(fā)等。另外，如果磁記錄盤高速旋轉，就會發(fā)生潤滑層移動的所謂遷移(migration)現(xiàn) 象，從而會使?jié)櫥瑢拥哪ず袢菀鬃兊貌痪鶆?，在這種狀態(tài)下，當進行LUL操作時，往往產生 在磁頭從外周側進入時發(fā)生飛行-粘滯(fly stiction)故障的問題。所謂飛行-粘滯故 障是指磁頭在浮起飛行時導致浮起姿勢或浮起量發(fā)生改變的故障，伴隨有不規(guī)則的再生 輸出。另外，根據(jù)不同場合，在浮起飛行中，磁記錄盤與磁頭接觸，往往會引起磁頭損壞盤片 表面(head crash)的故障。因此，人們還要求潤滑層不易發(fā)生遷移現(xiàn)象。針對這種要求，人們往往使用具有較高耐熱性、長期穩(wěn)定性的Solvaysolexis公 司制的FOMBLINE Z系潤滑劑作為形成磁記錄盤潤滑層的潤滑劑。另外，為了進一步提高該 潤滑劑的性能，需要從這類組合物中除去雜質、或者為了使分子量的分布適當化而進行各 種精制。另外，在進行精制時，過去常常使用重均分子量(Mw)、數(shù)均分子量(Mn)作為參數(shù) (參照專利文獻1)。專利文獻1 特開2004-319058號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的課題但是，重均分子量或數(shù)均分子量存在這樣一個問題，S卩，由于不能直接地、特定地 確定潤滑層的組成，因此，不能正確地評價潤滑劑的特性、特別是不能正確地評價是否容易 發(fā)生成為飛行-粘滯故障的原因的遷移現(xiàn)象。因此，雖然只要從分子結構和定量方面確定潤滑劑即可，但是，如果采用以往的方法，用核磁共振分光法分析潤滑層，如圖3所示，來自 亞甲基(-CH2-)的峰就會與來自羥基(-0H)的峰面積重疊在一起，因此不能從分子結構和 定量方面確定潤滑劑，這是存在的問題。鑒于以上的問題，本發(fā)明的課題在于，提供一種通過從分子結構和定量方面確定 潤滑劑，既能力圖降低磁頭的浮起量，又能發(fā)揮高的可靠性的磁記錄盤及其制造方法。用于解決課題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明人提出了適合于采用核磁共振分光法來分析潤滑劑的 方法，通過評價由具有各種不同端基的全氟聚醚化合物的組成比進行各種變化而形成的各 種潤滑劑，構成了能夠解決上述課題的潤滑劑。S卩，本發(fā)明是至少由磁性層、保護層和潤滑層按該順序層合到非磁性基板上而構 成的磁記錄盤，其特征在于，在該磁記錄盤中，構成上述潤滑層的潤滑劑的主成分為由以下 化學式(化1)表示的全氟聚醚化合物，該全氟聚醚化合物含有端基X由X1表示的第1成 分、端基X由X2表示的第2成分、和端基X由X3表示的第3成分，而且，按核磁共振分光法 分析獲得的上述第1成分、上述第2成分和上述第3成分在該全氟聚醚化合物中的含量，按 摩爾比計，為以下的比率上述第1成分上述第2成分上述第3成分=71 73 15 17 11 13[化1]X-OCH2CF2- (CF2O) m (C2F4O) [CF2OCH2O-Xm，n = 9 11第1 成分X = X1 = CH2CH(OH)CH2OH第2 成分X = X2 = CH2CH (OH) CH2OCH2CH (OH) CH2OH第3 成分X = X3 = H。在本發(fā)明中，按核磁共振分光法分析獲得的上述第1成分、上述第2成分和上述第 3成分在上述全氟聚醚化合物中的總含量，按摩爾比計，優(yōu)選為99.0%以上。本發(fā)明是至少由磁性層、保護層和潤滑層按該順序層合到非磁性基板上而構成的 磁記錄盤，其特征在于，在該磁記錄盤中，構成上述潤滑層的潤滑劑的主成分為由上述化學 式(化1)表示的全氟聚醚化合物，該全氟聚醚化合物含有端基X由X1表示的第1成分、 端基X由X2表示的第2成分、端基X由X3表示的第3成分，而且按核磁共振分光法分析獲 得的上述第1成分、上述第2成分和上述第3成分在上述全氟聚醚化合物中的總含量，按 摩爾比計，為99.0%以上。在本發(fā)明中，還含有在以下的化學式(化2)中，端基X由&表示的第4成分、端 基X由X5表示的第5成分，而且按核磁共振分光法分析獲得的上述第4成分和上述第5成 分在上述全氟聚醚化合物中的總含量，按摩爾比計，優(yōu)選為1.0%以下，[化2]X-OCH2CF2- (CF2O) m (C2F4O) [CF2OCH2O-Xm，n = 9 11第1 成分X = X1 = CH2CH(OH)CH2OH第2 成分X = X2 = CH2CH (OH) CH2OCH2CH (OH) CH2OH第3 成分X = X3 = H
第4 成分X = X4 = CF3第5 成分=X = X5 = CF2Cl。在本發(fā)明中，當上述潤滑劑還含有上述化學式(化2)中的端基X由X4表示的第 4成分和端基X由X5表示的第5成分時，按核磁共振分光法分析獲得的含量，優(yōu)選上述第4 成分比上述第5成分少。在本發(fā)明中，上述保護層由例如碳類材料構成。本發(fā)明的磁記錄盤的制造方法，優(yōu)選使用通過對潤滑劑用原材料進行分子蒸餾而 獲得的上述潤滑劑來形成上述潤滑層。發(fā)明效果按照本發(fā)明，從結構和定量方面確定了潤滑劑中所含的全氟聚醚化合物的端基， 因此，可以明確確定潤滑劑的特性。因此，在本發(fā)明中，可以確實地獲得耐熱性高、且不易發(fā) 生成為飛行-粘滯故障原因的遷移現(xiàn)象的潤滑劑。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一類既能 實現(xiàn)降低磁頭的浮起量，又能發(fā)揮高可靠性的磁記錄盤。


圖1的(A)、⑶分別為示出磁記錄盤的平面圖和概略截面圖。圖2為示出分子蒸餾裝置簡略構成的說明圖。圖3為示出直接以IH為對象來對分析試樣進行核磁共振分光分析所獲結果的說 明圖。符號說明1磁記錄盤11非磁性基板12磁性層13保護層14潤滑層
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。[磁記錄盤的構成]圖1的(A)、⑶分別為示出磁記錄盤的平面圖和概略截面圖。如這些圖所示，本方案的磁記錄盤1具有一種由底層(未圖示)、采用DC磁控管濺 射法形成的磁性層12、采用等離子體CVD法形成的保護層13、以及采用浸漬法形成的潤滑 層14按照該順序層合在帶有中心孔111的圓形非磁性基板11的表面上而成的結構。非磁 性基板11由例如硅鋁酸鹽玻璃等化學強化玻璃構成。保護層13由例如厚度為5nm的氫化 碳(類金剛石碳[diamond-like-carbonl)構成，承擔著提高耐磨耗性并保護磁性層12的 功能。潤滑層14由例如厚度為1. 2nm這樣薄的高分子材料構成，承擔著緩和與磁頭接觸時 的沖擊的功能。為了采用浸漬法來形成這種潤滑層14，將已形成保護層13的磁記錄盤用基 板浸漬到由規(guī)定的潤滑劑溶解于有機溶劑而形成的試液中，然后，將其取出并對其進行熱 處理，從而使?jié)櫥瑒┳鳛闈櫥瑢?4而牢固地粘著。
5
[潤滑層的制作]圖2為示出分子蒸餾裝置簡略構成的說明圖。在本方案中，作為用于磁記錄盤1 的潤滑層14的潤滑劑，可以通過按照各自規(guī)定的組成比含有不同端基的多種全氟聚醚化 合物來制作，針對使用這種潤滑劑來形成潤滑層14的磁記錄盤進行了各種試驗。在本方案 中，當制作這種潤滑劑時，使用Solvaysolexis公司制的FOMBLINE Z系(商品名)的潤滑 劑等作為原材料，將該原材料精制后作為潤滑劑使用。作為精制方法，可以采用超臨界抽提 法、凝膠滲透色譜(GPC)法、分子蒸餾法等，在本方案中，使用圖2所示的蒸餾裝置對原材料 進行分子蒸餾，由此制作各種潤滑劑。此處，當采用下述的核磁共振分光法進行分析時測得，上述原材料的主成分為由 下述化學式(化3)表示的全氟聚醚化合物，作為該全氟聚醚化合物，按照以下的組成比含 有端基X由X1表示的第1成分(單加合物)、端基X由X2表示的第2成分(雙加合物)、 端基X由X3表示的第3成分、端基X由X4表示的第4成分、以及端基X由X5表示的第5成 分。第1 成分=71. 9%第2 成分=10. 5%第3 成分=15.0%第4 成分=1.4%第5 成分=1.2%[化 3]X-OCH2CF2- (CF2O) m (C2F4O) [CF2OCH2O-Xm，n = 9 11第1 成分X = X1 = CH2CH(OH)CH2OH第2 成分X = X2 = CH2CH (OH) CH2OCH2CH (OH) CH2OH第3 成分X = X3 = H第4 成分X = X4 = CF3第5 成分X = X5 = CF2Cl另外，上述原材料具有以下所示的屬性數(shù)均分子量(Mn)= 2326. 50平均每存在1個-OH基所相應的該原材料的平均分子量=627. 06平均每個分子中的-OH的平均數(shù)=3. 71主鏈上的(C2F4O)/(CF2O)之比=0.89。為了使用圖2所示的分子蒸餾裝置300來精制原材料，首先，向進料瓶31內加入 原材料。雖然分子蒸餾不一定要在減壓環(huán)境下進行，但在對含有高分子成分的原材料進行 分子蒸餾的場合，希望在規(guī)定的減壓環(huán)境中進行。這是因為，如果不在減壓環(huán)境中進行分子 蒸餾，則氣化了的成分的分子與其他分子碰撞的頻率提高，由此，妨礙了原材料在平均自由 行程以內的距離內被液化。因此，在向進料瓶31內投入材料后，用排氣裝置42對裝置內進 行排氣，以便達到規(guī)定的減壓度。此時的減壓度優(yōu)選例如為lX10_2Pa lX10_3Pa左右，或 者在該值以下的高真空。減壓度可以用真空計40來測量。應予說明，可以利用裝置內的減 壓環(huán)境，預先對進料瓶31內的材料中所含的雜質氣體等進行脫氣處理。此時，原材料中所含的雜質氣體等通過配管44，流入到排氣裝置42 —側，其中的一部分積存在低沸點物冷阱 39內。另外，根據(jù)需要，也可以用進料瓶的覆套式電阻加熱器32對進料瓶31內的原材料 進行加熱。在裝置內達到規(guī)定的減壓度后，使原材料從進料瓶31流入到蒸餾本管35中。從 進料瓶31流入到蒸餾本管35的原材料的量(進料量)，可以通過設置在進料瓶31下端的 閥門35的開閉量來控制。通常情況下，1 30g/分左右的進料量是適當?shù)?。如果進料量過 少，則蒸餾需要花費較長時間，而如果進料量過多，則蒸餾效率往往降低。流入到蒸餾本管35中的原材料，被配置在圓筒狀的蒸餾本管35周圍的蒸餾本管 覆套式電阻加熱器36加熱至規(guī)定的溫度。在本實施例中，加熱溫度為至少能使原材料氣化 的溫度。應予說明，對原材料的加熱溫度的控制，可通過控制蒸餾本管覆套式電阻加熱器36 的溫度來進行，也可以通過設置在蒸餾本管35內的溫度計來測定蒸餾本管35內的原材料 的實際加熱溫度。另外，在蒸餾本管35內的長度方向上，設置由例如氟樹脂制的滑動片(wiper)構 成的磁耦合攪拌器33，通過攪拌器控制盒34，使該滑動片按20 IOOrpm左右的旋轉速度 在一定方向上旋轉。通過該滑動片的旋轉，原材料在蒸餾本管35的管壁表面上呈薄膜狀， 變得容易氣化。氣化了的原材料與設置在蒸餾本管35內的冷卻棒46接觸而被液化，積存 在接收餾出物的燒瓶38內。冷卻棒46中，從下端的流入口 46a導入冷卻水，并從排出口 46b排出。應予說明，未氣化而積存在接收殘留物的燒瓶37內的殘留物，可以利用蒸餾本管 覆套式電阻加熱器36來改變加熱溫度，然后再將其投入到進料瓶31內，反復進行蒸餾。另 外，以上所示的操作，由操作盤43來控制。在使用這種分子蒸餾裝置300制備潤滑劑時，首先，將原材料投入到分子蒸餾裝 置300內的進料瓶31中，然后用排氣裝置42將分子蒸餾裝置300內減壓至lX10_3Pa。另 外，利用裝置內的減壓環(huán)境，預先對進料瓶31內的原材料中所含的雜質氣體等充分地進行 脫氣處理。接著，以一定的進料量從進料瓶31流入到蒸餾本管35中。此時，使蒸餾本管35 內的滑動片以規(guī)定的旋轉速度驅動。應予說明，蒸餾本管35內的溫度為與覆套式電阻加熱 器36的設定溫度相等的180°C。然后，在接收餾出物的燒瓶38內獲得180°C的餾出物，從 而獲得潤滑劑。應予說明，以上的潤滑劑的精制在潔凈室內進行。所使用的潔凈室內的氛 圍氣，是一種比日本工業(yè)標準(JIS)B9920規(guī)定的潔凈度等級6還要潔凈的氛圍氣。應予說明，為了使用這種潤滑劑來形成潤滑層14，將潤滑劑分散于作為氟溶劑的 三井杜邦氟化學公司制的Vertrel XF(商品名)等中，形成試液，將已形成保護層13的磁 記錄盤用基板浸漬到上述的試液中，然后對其進行熱處理，以使?jié)櫥瑒├喂痰卣持酱庞?錄盤用基板上，從而形成潤滑層14。[采用核磁共振分光法的分析方法]核磁共振分光法是基于在向物質施加磁場時，原子核所具有的自旋狀態(tài)被分裂為 2種自旋狀態(tài)，因此可以通過照射相當于自旋狀態(tài)間的能量差的輻射波來進行分析。此處， 自旋狀態(tài)間的能量差由于反映出其質子核所處的電子環(huán)境(化學環(huán)境)，因此，對于得到的 峰，可以歸屬于分子中的各原子，從而確定其分子內各原子的存在量。因此，可以詳細地分 析分子的結構。根據(jù)核磁共振分光法，可測定的核素是理論上具有核自旋的全部核素，作為其代表例，有1H、13C、19F、31P。其中，以IH為對象，如圖3所示，由于來自亞甲基(-CH2-)的峰 和來自羥基(-0H)的峰面積相互重疊，因此難以從結構和定量兩方面確定潤滑劑。因此，在 本方案中，通過將以下2種方法并用，采用核磁共振分光法來分析潤滑劑。首先，第ι種方法是以19F為對象的方法，當采用該方法對原材料進行分析時，結果如以下所示，
化學位移(相對值PPm)對應的成分
-52. 1屬于主鏈的峰
-53. 7屬于主鏈的峰
-55. 4屬于主鏈的峰
-89. 1屬于主鏈的峰
-90. 7屬于主鏈的峰
-125. 8屬于主鏈的峰
-129.7屬于主鏈的峰
化學位移(相對值PPm)對應的成分
-81. 3屬于第3成分的端基的峰
-83. 3屬于第3成分的端基的峰
-56. 3屬于第4成分的端基的峰
-58. 0屬于第4成分的端基的峰
-27. 7屬于第5成分的端基的峰
-29. 3屬于第5成分的端基的峰
-74. 5屬于第5成分的端基的峰
-78. 0屬于第1、2成分的端基的峰的峰底
相互重疊
-80. 0屬于第1、2成分的端基的峰的峰底
相互重疊
具有規(guī)定的化學位移，出現(xiàn)了各成分的信號。此處，各信號的峰面積比就成為各成
分中的氟元素的存在比，因此，可以確定端基的形狀，而且可以通過主鏈與端基之比來確定 分子量。其次，第2種方法是以IH作為對象的方法，事先通過將原材料用試劑處理而向其 中引入官能團，由此改變其端基的結構，然后進行分析。其結果，可以得到顯示與以下化學 位移(相對值PPm)相對應的成分的信號5.5 屬于第1成分的峰5.3 屬于第2成分的峰。因此，可以確定第1成分與第2成分之比。[潤滑層的構成]將采用這種分析方法的分析結果與使用各潤滑劑的磁記錄盤1的試驗結果進行 對比，如果將最佳的潤滑劑的組成以采用核磁共振分光法的分析結果表示，則在由上述化 學式(化3)表示的全氟聚醚化合物中，按照以下的組成比(全氟聚醚化合物中的摩爾比) 含有端基X由X1表示的第1成分(單加合物)、端基X由X2表示的第2成分(雙加合物)、端基X由X3表示的第3成分、端基X由X4表示的第4成分、以及端基X由X5表示的第5成 分第1 成分=71. 7%第2 成分=15. 7%第3 成分=11. 7%第4 成分=0.3%第5 成分=0.6%。另外，該潤滑劑具有以下所示的屬性數(shù)均分子量(Mn)= 2630. 12平均每存在1個-OH基所相應的該潤滑劑的平均分子量=656. 31平均每個分子中的-OH的平均數(shù)=4. 01主鏈上的(C2F4O)/ (CF2O)之比=0. 91。另外，從即使將磁頭的浮起量設定在IOnm以下時，也可以確保磁記錄頭1具有足 夠的可靠性的觀點考慮，規(guī)定各成分的組成比時，則在采用核磁共振分光法分析時，可以獲 得第1成分、第2成分和第3成分的含量，按摩爾比計，優(yōu)選在全氟聚醚化合物中含有以下 的比率的結果71 73 15 17 11 13。S卩，在全氟聚醚化合物中，在醇改性的全氟聚醚化合物中，含有二醇化合物、三醇 化合物、四醇化合物等具有各種端基結構的化合物，醇改性的程度，即，全氟醚主鏈的端基 上鍵合的羥基個數(shù)不同，潤滑分子的潤滑性能和對保護層13的附著力則會不同。因此，只 要限定二醇化合物、三醇化合物、四醇化合物等各種醇改性化合物的比率，就可以確實地決 定潤滑分子的潤滑性能和對保護層13的附著力。另外，即使在將磁頭的浮起量設定為IOnm以下時，從能夠確保磁記錄頭1具有足 夠的可靠性的觀點考慮，當確定采用核磁共振分光法分析時測得的第1成分、第2成分和第 3成分的總含量時，可以獲得總含量按摩爾比計優(yōu)選為99.0%以上的結果。S卩，在使用上述 原材料的場合，對所含有的第4成分和第5成分采用核磁共振分光法分析時，可以獲得其總 含量按摩爾比計優(yōu)選為1.0%以下的結果。進而，可得到第4成分優(yōu)選比第5成分少的結果。其理由可以認為，作為潤滑劑中 所含的雜質的第4成分和第5成分，在高溫下對潤滑劑的分解所起的促進作用的程度較差。(其他實施例)應予說明，關于在說明本實施方案時使用的圖中的構成(形狀、大小以及配置關 系)，僅僅概略地示出了可以理解和實施本發(fā)明的程度，而且，對于數(shù)值和各構成中的組成 (材質)，不過只進行了舉例說明。因此，本發(fā)明并不限定于以上說明的實施方案，可以在不 背離權利要求所示技術思想的范圍內進行適宜的變更。
權利要求
磁記錄盤用潤滑劑的成分比測定方法，其特征在于，通過采用核磁共振分光法，進行以19F為對象的第1測定方法，以分析原料，向上述原料中引入官能團而改變端基的結構，從而獲得改變的材料，然后通過采用核磁共振分光法進行以與改變的材料相關的1H為對象的第2測定方法，以確定潤滑劑的成分比。
2.磁記錄盤的制造方法，采用了權利要求1的測定方法，其特征在于， 制備含有全氟聚醚化合物的潤滑劑用原材料，通過超臨界提取法、凝膠滲透色譜法或分子蒸餾法，對該潤滑劑用原材料進行精制，使 得根據(jù)權利要求1的方法測定的結果落在預定成分比的范圍內，獲得磁記錄盤用潤滑劑， 使用該磁記錄盤用潤滑劑，在磁記錄盤用基板的保護層上形成潤滑層。
3.權利要求2所述的磁記錄盤的制造方法，其特征在于，上述磁記錄盤用潤滑劑含有以下化學式(化1)表示的全氟聚醚化合物作為主成分， 該全氟聚醚化合物含有端基X由X1表示的第1成分、端基X由X2表示的第2成分、和 端基X由X3表示的第3成分，通過權利要求1的方法測定上述第1成分、上述第2成分和上述第3成分的成分比， [化1]X-OCH2CF2- (CF2O) m (C2F4O) n-CF20CH20_Xm, η = 9 11第1成分:Χ=Xi=CH2CH(OH) CH2OH第2成分:Χ=X2=CH2CH (OH) CH2OCH2CH (OH) CH2OH第3成分:Χ=X3=H
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁記錄盤用潤滑劑的成分比測定方法，其特征在于，通過采用核磁共振分光法，進行以19F為對象的第1測定方法，以分析原料，向上述原料中引入官能團而改變端基的結構，從而獲得改變的材料，然后通過采用核磁共振分光法進行以與改變的材料相關的1H為對象的第2測定方法，以確定潤滑劑的成分比。本發(fā)明還提供一種通過采用權利要求1的磁記錄盤用潤滑劑的成分比測定方法獲得的磁記錄盤的制造方法。
文檔編號C10M107/38GK101944367SQ20101021300
公開日2011年1月12日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權日2005年9月30日
發(fā)明者下川貢一, 鈴木宏太 申請人:Hoya株式會社