磁盘用润滑剂化合物、磁盘及其制造方法

专利名称：磁盘用润滑剂化合物、磁盘及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种搭载在硬盘驱动器(以下简称HDD)等磁盘装置上的磁盘、其制造 方法以及磁盘用润滑剂化合物。
背景技术：
随着近年来信息处理的大容量化，开发了各种信息记录技术。尤其是，采用磁记 录技术的HDD的面记录密度以年率100%左右的比例持续增加。最近，就可用于HDD等的 2. 5英寸直径磁盘而言，越来越需要其每片超过250G字节的信息记录容量，为了适应这种 需求，需要实现每平方英寸超过400G比特的信息记录密度。为了实现可用于HDD等的磁 盘的高记录密度，需要在使构成承担信息信号记录的磁记录层的磁性结晶粒子细微化的同 时，逐步减少其层厚。但是，以往已商业化的面内磁记录方式(也称为纵向磁记录方式，水 平磁记录方式)的磁 盘，其磁性结晶粒子微细化的进展结果是，超顺磁现象导致记录信号 的热稳定性受损，记录信号消失，发生热搅动现象，进而成为阻碍磁盘的高记录密度化的主 要原因。为了解决该阻碍的主要原因，近年来，提出了垂直磁记录方式用的磁记录介质。垂 直磁记录方式与面内磁记录方式的情况不同，其被调整成磁记录层的易磁化轴按与基板面 垂直的方向取向。垂直磁记录方式与面内记录方式相比，由于可以抑制热搅动现象，因此适 于高记录密度化。作为这种垂直磁记录介质，已知有例如特开2002-74648号公报中所记载 的那样的在基板上具有由软磁体构成的软磁性底层和由硬磁体构成的垂直磁记录层的所 谓的双层型垂直磁记录盘。可是，以往的磁盘，为了确保磁盘的耐久性、可靠性，在基板上形成的磁记录层上 设置有保护层和润滑层。尤其是最表面所使用的润滑层需要有长期稳定性，化学物质耐性， 摩擦特性，耐热特性等各种特性。对于这种要求，以往，作为磁盘用润滑剂，多采用分子中具有羟基的全氟聚醚系润 滑剂。例如，在特开昭62-66417号公报(专利文献1)等中，已公知有涂布了具有在分子两 末端有羟基的HOCH2CF2O(C2F4O)p(CF2O)qCF2CH2OH结构的全氟烷基聚醚润滑剂的磁记录介质 等。已知的是，如果润滑剂分子中存在羟基，通过保护层与羟基的相互作用，就可以获得润 滑剂向保护层附着的特性。

发明内容
发明要解决的问题如上所述，最近的HDD逐渐变成需要400G比特/英寸2以上的信息记录密度，为 了有效利用有限的盘面积，HDD的启动停止机构可以采用LUL(Load Unload 加载卸载)方 式的HDD替代以往的CSS (Contact Start and Stop)方式的HDD。LUL方式中，在HDD停止 时，使磁头退避到位于磁盘外的被称为坡道(，)的倾斜台，在启动动作时，在磁盘开 始旋转后，使磁头从坡道向磁盘上滑动，浮起飞行，进行记录再生。停止动作时，磁头退避到磁盘外的坡道后再停止磁盘的旋转。该一连串的动作被称为LUL动作。采用这种方式是因为，搭载于LUL方式的HDD中的磁盘不需要设置如CSS方式那样的与磁头的接触滑动用区 域(CSS区域)，因此可以扩大记录再生区域，有利于高信息容量化。这种情况下，为了提高信息记录密度，必须通过减少磁头上浮量，以极力减少间隔 损耗。为了实现每平方英寸400G比特以上的信息记录密度，需要使磁头的上浮量至少在 5nm以下。LUL方式与CSS方式不同，磁盘面上不需要设置CSS用的凸凹形状，可以使磁盘 面上非常平滑。因此，由于搭载于LUL方式的HDD中的磁盘与CSS方式相比，可以使磁头的 上浮量进一步下降，因此其具有能够实现记录信号的高S/N比化，能够有助于磁盘装置的 高记录容量化这样的优点。由于伴随着最近的LUL方式的导入，磁头的上浮量进一步下降，要求即使在5nm以 下的极低的上浮量，磁盘也稳定动作。尤其是如上所述，近年来，磁盘由面内磁记录方式过 渡到垂直磁记录方式，伴随着磁盘大容量化，强烈需要飞行高度的降低。而且最近，磁盘装置不仅作为以往的个人电脑记忆装置，而且还在移动电话、车辆 卫星导航系统等移动用途中大量使用，根据使用的用途多样化，对磁盘所要求的耐环境性 变得非常严格。因此，鉴于这种状况，当务之急是进一步提高以往磁盘的耐久性，构成润滑 层的润滑剂的耐久性等。此外，伴随着近年来磁盘的信息记录密度急速提高，除了磁头的上浮量降低，还需 要进一步减少磁头与磁盘的记录层间的磁间隙，并且存在于磁头和磁盘的记录层之间的润 滑层需要比以往更进一步薄膜化。在磁盘的最表面的润滑层中使用的润滑剂对磁盘的耐久 性带来大的影响，例如即使进行薄膜化，对磁盘而言稳定性、可靠性也是必需的。但是，以往由于上述润滑剂分子中存在羟基等极性基，通过碳系保护层与润滑剂 分子中的羟基之间的相互作用，获得了润滑剂向保护层的良好的附着性，因此尤为优选使 用分子两末端上具有羟基的全氟聚醚润滑剂，然而，以往分子中具有多个羟基等极性基的极性高的润滑剂，分子间相互作用或 极性基之间相互吸引，容易产生润滑剂的凝集。产生这种凝集的润滑剂分子体积增大，如果 膜厚度没有达到比较厚的程度则难以获得均勻膜厚度的润滑层，由此产生无法实现磁间隙 减少的问题。而且，如果对于保护膜上的活性点，润滑剂中存在过剩的极性基，则存在容易 产生污染物等的吸引或润滑剂向磁头转移的倾向。因此，如果在例如5nm以下的超低上浮 量的情况下使用，则成为HDD故障的原因。此外，由于伴随着近年来的高记录密度化，磁头的上浮量进一步降低，因此磁头和 磁盘表面的接触、摩擦频发的可能性增高。而且，在磁头接触时，存在不从磁盘表面迅速离 开而摩擦滑动片刻的现象。已知的是，现在使用的磁头的滑块中含有氧化铝(Al2O3),前述 全氟聚醚系润滑剂的主链CF2O部分容易发生被氧化铝等的路易斯酸分解。因此，在磁盘表 面使用的全氟聚醚系润滑剂，通过与磁头的接触等，主链的CF2O部分被氧化铝分解，相对于 以往更容易促进构成润滑层的润滑剂的低分子化。因此，担心这种被分解而低分子化的润 滑剂附着在磁头上，可能给数据的读取和写入带来障碍。而且，考虑到不久的将来在使磁头 和磁盘接触的状态下的数据的记录再生时，由于经常接触带来的影响更令人担忧。而且， 构成润滑层的润滑剂如果低分子化，会丧失润滑性能。而后，丧失润滑特性的润滑剂转移 并堆积到具有极窄的位置关系的磁头上，其结果是，上浮状态变得不稳定，发生飞行静磨擦(fly-stiction)故障。尤其是，可以认为最近引入的具有NPAB (负压)滑块的磁头，由于通 过磁头下面发生的强负压容易吸引润滑剂，促进了转移堆积现象。转移堆积的润滑剂有时 会生成氢氟酸等酸，有时会腐蚀磁头的元件部分。尤其是，搭载磁阻效应型元件的磁头容易 被腐蚀。这样，就要求实现润滑层长期稳定性优异，在伴随着近年来高记录密度化的磁间 隙减少和磁头的低上浮量的条件下具有高可靠性的磁盘，而且，由于使用的用途的多样化 等，对磁盘所要求的耐环境性变得非常严格，因此与以往相比，还更需要润滑层的薄膜化以 及同时进一步提高对磁盘的耐久性产生大的影响的构成润滑层的润滑剂的耐久性，尤其是 LUL耐久性和耐 氧化铝性(抑制氧化铝导致的润滑剂的分解)等特性。本发明是鉴于这样的现状而完成的，以其作为目标，提供一种能够实现磁间隙的 进一步减少，而且磁盘的耐久性尤其是LUL耐久性和耐氧化铝性优异，在伴随着近年急速 的高记录密度化的磁头的低上浮量的条件下，并且在伴随用途多样化的非常严格的耐环境 性的条件下具有高可靠性的磁盘用润滑剂化合物，使用该润滑剂化合物的磁盘及其制造方 法。用于解决问题的手段本发明人就对磁盘的耐久性产生大的影响的润滑剂进行了专心研究，结果发现， 通过以下的发明，可以解决前述问题，从而完成了本发明。S卩，本发明具有以下构成。(构成1)一种磁盘用润滑剂化合物，其是一种在基板上至少依次设置了磁性层、保护层以 及润滑层的磁盘的前述润滑层中含有的润滑剂化合物，其特征在于，该润滑剂化合物由结 构中具有全氟聚醚主链，且既在除了分子末端的位置具有芳香族基，又在分子的末端具有 极性基的化合物构成。(构成2)构成1中所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，所述化合物是在前述芳香族 基附近还具有极性基的化合物。(构成3)构成1或2中所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，所述化合物的一个分子中 的极性基的数量为7个以下。(构成 4)构成1-3任一项中所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，前述化合物的所述 极性基为羟基。(构成5)构成1-4任一项所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，前述化合物的数均分 子量在1000-10000的范围。(构成 6)在基板上至少依次设置了磁性层和保护层以及润滑层的磁盘，其特征在于，前述 润滑层含有构成1至5任一项所述的磁盘用润滑剂化合物。(构成7)
构成6所述的磁盘，其特征在于，所述保护层是通过等离子体CVD法成膜的碳系保 护层。(构成 8)构成7所述的磁盘，其特征在于，所述保护层在与前述润滑层接触侧含有氮。(构成 9)构成5-8任一项所述的磁盘，其特征在于，其是搭载于启动停止机构为加载卸载 方式的磁盘装置中的磁盘。(构成10)
在基板上至少依次设置了磁性层、保护层以及润滑层的磁盘的制造方法，其特征 在于，使包含构成1-5任一项所述的磁盘用润滑剂化合物的润滑剂组合物在前述保护层上 成膜而形成前述润滑层。(构成11)构成10所述的磁盘制造方法，其特征在于，在前述润滑层成膜后，对前述磁盘实 施紫外线照射，或者实施紫外线照射和加热处理两者。构成1涉及的润滑剂化合物，其由结构中具有全氟聚醚主链，且既在除了分子末 端的位置具有芳香族基，又在分子的末端具有极性基的化合物构成。可以认为，这种润滑剂 化合物一旦在磁盘的保护层上成膜，润滑剂分子的芳香族基和保护层通过η-η相互作用 (interaction)接近，通过这种相互作用润滑剂吸附到保护层上。也就是说，通过在润滑剂 分子的除了末端的位置上导入芳香族基，尽可能减小润滑剂分子体积的增大，可以使得润 滑剂分子以更为扁平的状态稳定地存在于介质上。因此，在涂布到盘面上时，润滑剂分子在 芳香族基的位置上与保护层固定在一起，能够形成抑制保护层上的润滑剂分子的体积增大 的润滑层，可以形成薄膜的润滑层。而且，能够形成即使润滑层的膜厚度变薄也可以充分覆 盖保护层表面(覆盖率高)的润滑层。而且，在涂布到盘面上时，润滑剂分子在芳香族基的 位置上与保护层固定在一起，润滑剂分子以更扁平的状态稳定地存在于介质上，由此，润滑 剂分子间相互作用或极性基相互之间的吸引产生的相互作用被抑制，因此位于润滑剂分子 的末端的极性基(例如羟基)有效地参与与保护膜上的活性点的结合，能够提高润滑层的 粘着性。而且，本发明的润滑剂化合物的分子中具有芳香族基，因此氧化铝等路易斯酸被 优先吸引到该分子中的芳香族基上，因此难以引起由于氧化铝导致的全氟聚醚系润滑剂的 主链部分的分解，结果获得了能够保证充分的长期可靠性的耐氧化铝性和LUL耐久性。也就是说，通过本发明，能够形成与保护层的粘着性高，薄膜的均勻的涂布膜的润 滑层，因此能够实现磁间隙的进一步减少。而且，本发明的润滑剂化合物耐氧化铝性优异， 可获得在伴随着近年来急速的高记录密度化的磁头的低上浮量(5nm或之下)的条件下，以 及伴随着用途多样化的非常严格的耐环境性的条件下，具有高可靠性的磁盘。此外，如构成2中所述的，前述化合物优选芳香族基附近还具有极性基的化合物。 通过润滑剂分子中位于芳香族基附近的极性基(例如羟基)和保护层之间发生合适的相互 作用，由上述芳香族基造成的润滑剂分子体积的增大被尽量减小，能够进一步提高使润滑 剂分子以更扁平的状态稳定存在于介质上的作用。而且，还有助于润滑层粘着性的提高。此外，如构成3所述，前述化合物优选一个分子中的极性基数量在7个以下。其原因在于，担心如果一个分子中的极性基数目过多(例如如果一个分子中的极性基数目比7 多)，则润滑剂的分子间相互作用或极性基之间的吸引导致的相互作用(分子内相互作用) 过大。而且，过剩的极性基存在容易产生污染物等的吸引或润滑剂向磁头转移的倾向。此外，如构成4所示，前述化合物具有的极性基特别优选是羟基。之所以优选羟 基，是因为羟基与保护层，尤其是碳系保护层的相互作用大，提高了润滑层和保护层的附着 性。此外，如构成5所示，前述化合物的数均分子量特别优选1000-10000的范围。这是 因为，由于适度的粘度而具备修复性，发挥合适的润滑性能，而且能够兼备优异的耐热性。此外，如构成6所示，具有含本发明涉及的润滑剂化合物的润滑层的磁盘能够实 现磁间隙的进一步减少，而且磁盘的耐久性尤其是LUL耐久性和耐氧化铝性优异，在伴随 着近年来的急速的高记录密度化的磁头的低上浮量的条件下，以及伴随 用途多样化的非常 严格的耐环境性的条件下具有高可靠性。此外，如构成7所示，前述保护层特别优选是通过等离子体CVD法成膜的碳系保护 层。这是因为，如果通过等离子体CVD法，可以形成表面均勻紧密成膜的碳系保护层，对于 本发明是合适的。而且，如构成8所示，由于前述保护层在与前述润滑层接触侧含有氮，可 以进一步提高与润滑层的粘着性，因而优选。此外，如构成9所示，本发明的磁盘，尤其是作为搭载于LUL方式的磁盘装置中的 磁盘是合适的。通过伴随LUL方式的引入磁头上浮量的进一步降低，可以要求即使在5nm 以下的超低上浮量，磁盘也稳定地动作，因此在低上浮量的条件下具有高可靠性的本发明 的磁盘是合适的。此外，如构成10所示，可以实现磁间隙的减少，而且在低上浮量的条件下具有高 可靠性的本发明的磁盘，通过在基板上至少依次设置磁性层、保护层以及润滑层的磁盘的 制造方法而获得，该制造方法是通过使含有本发明涉及的磁盘用润滑剂化合物的润滑剂组 合物在前述保护层上成膜形成前述润滑层。此外，如构成11所示，在构成10的磁盘的制造方法中，在前述润滑层成膜后，对磁 盘实施紫外线照射，或者通过实施紫外线照射和加热处理两者，可以进一步提高成膜的润 滑层对保护层的粘着力。发明的效果根据本发明，可以提供能够实现磁间隙的进一步减少，而且磁盘的耐久性尤其是 LUL耐久性和耐氧化铝性优异，在伴随着近年来急速的高记录密度化的磁头的低上浮量的 条件下，以及在伴随着用途的多样化的非常严格的耐环境性的条件下具有高可靠性的磁盘 用润滑剂化合物，使用该润滑剂化合物的磁盘及其制造方法。附图的简要说明

图1 是表示比较例中涉及的润滑剂的耐氧化铝性评价结果的图。图2 是表示本发明的润滑剂的耐氧化铝性评价结果的图。
具体实施例方式以下，通过实施方式详细说明本发明。本发明涉及的磁盘用润滑剂化合物是在基板上至少依次设置磁性层、保护层以及润滑层的磁盘的前述润滑层中含有的润滑剂化合物，其特征在于，该润滑剂化合物由结构 中具有全氟聚醚主链，且既在除了分子末端的位置具有芳香族基，又在分子的末端具有极 性基的化合物构成。作为此处的芳香族基，可以列举例如苯基作为最优选的代表例，此外还可以列举亚萘基、亚联苯基、邻苯二甲酰亚胺基、苯胺基等。此外，芳香族基不限于1个分子中1个， 可以有多个(例如2个)。而且，芳香族基可以有适当的取代基。这样，本发明涉及的润滑剂化合物是既在结构中具有全氟聚醚主链的链状分子的 除末端以外的位置，例如在分子的基本中心处具有例如苯基等芳香族基，又在分子的两末 端具有极性基的化合物，但为了更好地发挥本发明的作用效果，优选分子中的芳香族基附 近还具有极性基的化合物。例如，特别优选在分子中的芳香族基的两侧分别具有极性基的 化合物。此外，本发明涉及的润滑剂化合物中，为了适度抑制由润滑剂的分子间相互作用 或极性基之间的互相吸引产生的相互作用(分子内相互作用)，并抑制污染物等的吸引或 润滑剂向磁头的转移，1分子中的极性基的数目优选在7个以下。此外，作为此时的极性基，需要是在保护层上润滑剂成膜时，润滑剂与保护层之间 发生合适的相互作用的这种极性基，例如可以列举羟基(-0H)、氨基(-NH2)、羧基(-C00H)、 醛基(-C0H)、羰基(-C0-)、磺酸基(-SO3H)等。尤其是作为极性基，特别优选是羟基。这是 因为羟基与保护层尤其是碳系保护层的相互作用大，可以进一步提高润滑层与保护层的粘 附性。可以认为，如果按照以上的本发明涉及的磁盘用润滑剂化合物，润滑剂分子的芳 香族基与保护层通过η-η相互作用(interaction)接近，通过这种相互作用润滑剂吸附 到保护层上。也就是说，通过在除了润滑剂分子的末端的位置上导入芳香族基，尽可能减小 润滑剂分子体积的增大，可以使得润滑剂分子以更为扁平的状态稳定地存在于介质上。因 此，在涂布到盘面上时，润滑剂分子在芳香族基的位置上与保护层固定在一起，能够形成抑 制保护层上的润滑剂分子体积增大的润滑层，可以形成薄膜的润滑层。而且，可以形成即使 润滑层的膜厚度变薄也可以充分覆盖保护层表面(覆盖率高)的润滑层。而且，由于润滑剂分子间相互作用或极性基之间的相互吸引产生的相互作用被抑 制，因此位于润滑剂分子的末端的极性基(例如羟基)有效地参与与保护膜上的活性点结 合，能够提高润滑层的粘着性。而且，本发明的润滑剂化合物的分子中具有芳香族基，因此氧化铝等路易斯酸被 优先吸引到该分子中的芳香族基上，因此难以引起由于氧化铝导致的全氟聚醚系润滑剂的 主链部分的分解，结果获得了能够保证充分的长期可靠性的耐氧化铝性和LUL耐久性。以下，尽管列举了本发明涉及的润滑剂化合物的例示化合物，但本发明不限于这 些化合物。再有，以下的例示化合物No. I-No. 3和No. 5是芳香族基为苯基时的例示，No. 4 是芳香族基为亚萘基时的例示。另外，No. 5是1分子中有2个芳香族基(苯基)时的例示。 此外，例示化合物No. I-No. 5中的羟基数分别是4、6、4、2和6个。例示化合物 例示化合物 并且，上述例示的表示本发明的润滑剂化合物的化学式中，m、n分别表示1以上的整数。本发明的润滑剂化合物可以通过例如以下这种合成法获得。以下表示上述例示No. 1的润滑剂化合物的合成图表的一个例子。 作为本发明涉及的润滑剂化合物的制造方法，可以优选列举如上述合成图所示， 对于分子中具有全氟聚醚主链的全氟聚醚化合物，在碱性条件下，通过与例如使具有环氧 基和芳香族基的化合物(例如间苯二酚二缩水甘油醚)反应进行的制造方法。此外，对于上述例示的No. 2的润滑剂化合物，也可以按照上述合成图，对于分子 中具有全氟聚醚主链的全氟聚醚化合物，在碱性条件下，通过与例如具有环氧基和芳香族 基的下述化合物反应来获得。 此外，对于上述例示的No. 3的润滑剂化合物，可以通过将上述例示的No. 1的润滑 剂化合物的合成中使用的例如间苯二酚二缩水甘油醚替换成其对位体(对苯二酚二缩水 甘油醚)，按与例示No. 1的润滑剂化合物同样方式获得。此外，对于上述例示的No.4的润滑剂化合物，可以通过使用2，7_ 二(溴甲基)萘 来代替上述例示的No. 1的润滑剂化合物的合成中使用的例如间苯二酚二缩水甘油醚，按 与例示No. 1的润滑剂化合物同样方式获得。此外，对于上述例示的No. 5的润滑剂化合物，除了例如使3当量全氟聚醚化合物 与间苯二酚二缩水甘油醚进行反应之外，可以按与例示No. 1的润滑剂化合物同样方式获得。本发明涉及的润滑剂化合物的分子量没有特别限制，但例如数均分子量(Mn)优 选在1000-10000的范围内，更优选在1000-6000的范围内。这是因为，由于适度的粘度而 具备修复性，发挥了合适的润滑性能，而且能够兼备优异的耐热性。此外，本发明涉及的润滑剂化合物如果例如按照上述的制造方法，可获得高分子 量的化合物，可以抑制由于热分解导致的低分子化，因此使用这种润滑剂形成磁盘时，可以 提高其耐热性。由于随着近年的高记录密度化磁头的上浮量进一步降低(5nm以下)，磁头 和磁盘表面的接触、摩擦频发的可能性变高。此外，磁头接触时，有时存在不立刻从磁盘表 面离开而摩擦滑动片刻的情况。此外，由于近年来的磁盘的高速旋转进行的记录再生，发生 比以往更多的由于接触或摩擦导致的发热。因此，担心由于这种热的发生，磁盘表面的润滑 层材料发生热分解的可能性比以往更高，这种被热分解而低分子化的流动性增高的润滑剂 附着在磁头上，可能给数据的读取、写入带来障碍。此外，考虑到不久的将来在磁头和磁盘 接触的状态下数据的记录再生，经常接触导致的发热的影响更令人担忧。考虑到这种状况， 希望润滑层所需要的耐热性更高，因此本发明的润滑剂是合适的。通过上述合成方法获得本发明的润滑剂时，按照适当的分子量分级，例如使数均 分子量(Mn)在1000-10000的范围内是合适的。此时对分子量分级的方法没有特别限制， 例如可以使用通过凝胶渗透色谱法(GPC)法进行的分子量分级，通过超临界提取法进行的 分子量分级等。此外，本发明还提供一种磁盘，其是在基板上至少依次设置了磁性层、保护层以及 润滑层的磁盘，其特征在于前述润滑层含有本发明的润滑剂化合物。使用本发明的润滑剂化合物形成润滑层时，可以使用使上述润滑剂化合物分散溶 解于氟系溶剂等中的溶液，例如通过浸涂法涂布来成膜。另外，润滑层的形成方法当然不限于上述浸涂法，还可以使用旋涂法、喷涂法、纸 涂法( 一 ^ 一二一卜法)等成膜方法。本发明中，为了进一步提高成膜的润滑剂对保护层的附着力，成膜后将磁盘暴露 于例如50°C-150°C的气氛下实施加热处理，或者可以对磁盘实施紫外线(UV)照射。也就是说，作为后处理，可以进行烘焙处理和UV处理这两种处理，但本发明中，作为后处理，为 了进一步加强润滑剂分子中的芳香族基和该芳香族基周边时保护层的化学结合，优选至少 进行合适的UV处理，更优选的是并用烘焙处理和UV处理这两种处理。以往的润滑层的膜厚变通常在15-18人左右，本发明中，可以比以往更薄膜化，例 如可以形成10-13人左右的薄膜。另外，若不满10人,有时存在对保护层的覆盖率不充分的情 况。此外，作为本发明的保护层，可以优选使用碳系保护层。尤为优选无定形的碳系保 护层。通过保护层特别是碳系保护层，本发明涉及的润滑剂的极性基(例如羟基)和保护 层的相互作用进一步增强，且本发明的作用效果得到进一步发挥，因而是优选方式。
本发明中的碳系保护层中，合适的是，例如形成保护层的润滑层侧中含有氮，磁性 层侧中含有氢的组成倾斜层。作为使保护层的润滑层侧中含有氮的方法，可以列举通过用 氮等离子体处理保护层成膜后的表面，打入氮离子的方法，或形成氮化碳膜的方法等。通过 这种方式，可以进一步提高润滑剂对于保护层的粘着性，因此可以获得更薄的膜厚且覆盖 率好的润滑层，从而可以更有效地获得本发明的效果。本发明中使用碳系保护层时，可以通过例如DC磁控溅射法成膜，但特别优选为通 过等离子体CVD法成膜的无定形的碳保护膜。通过等离子体CVD法成膜，保护层表面均勻紧 密地成膜。因此，更优选在粗糙度小、并通过CVD法成膜的保护层上形成本发明的润滑层。本发明中，保护层的膜厚度可以为20-70人。不到20 A时，有时存在作为保护层的 性能降低的情况。此外，如果超过70人，从薄膜化的观点出发不优选。本发明的磁盘中，优选基板是玻璃基板。玻璃基板有刚性，平滑性优异，因此对于 高记录密度化是合适的。作为玻璃基板，可以列举例如铝硅酸盐玻璃基板，尤其合适的是化 学增强的铝硅酸盐玻璃基板。本发明中，上述基板的主表面的粗糙度，优选Rmax在3nm以下，优选Ra在0. 3nm 以下的超平滑。而且，此处所谓的表面粗糙度Rmax、Ra是基于JIS B0601的规定制定的。根据本发明获得的磁盘在基板上至少具备磁性层、保护层以及润滑层，但在本发 明中，上述磁性层没有特别限制，可以是面内记录方式用磁性层，也可以是垂直记录方式用 磁性层，特别是垂直记录方式用磁性层适于近年的急速的高记录密度化的实现。尤其是，如 果是CoPt系磁性层，可以获得高矫顽力和高再生输出，因此优选。本发明的磁盘所优选的垂直磁记录盘中，在基板和磁性层之间，可以根据需要设 置基底层。而且，还可以在该基底层和基板之间设置附着层或软磁性层等。此时，作为基底 层，可以列举例如Cr层、Ta层、Ru层、或CrMo、Coff, Crff, CrV、CrTi合金层等，作为上述附 着层，可以列举例如CrTi、NiAl, AlRu合金层等。此外，作为上述软磁性层，可以列举例如 CoZrTa合金膜等。作为适于高记录密度化的垂直磁记录盘，合适的构成是在基板上具备附着层、软 磁性层、基底层、磁性层(垂直磁记录层)、碳系保护层、润滑层。此时，在上述垂直磁记录层 上，间隔交换结合控制层，设置辅助记录层也是合适的。根据本发明，由于能够形成与保护层的粘着性高、为薄层膜的且均勻的涂布膜的 润滑层，因此可以实现磁间隙的进一步减少。而且，可获得了磁盘的耐久性，尤其是LUL耐 久性和耐氧化铝性优异，在伴随着近年来的急速的高记录密度化的磁头的低上浮量(5nm或其以下)的条件下，以及伴随用途多样化的非常严格的耐环境性的条件下具有高可靠性的磁盘。也就是说，本发明的磁盘，尤其是作为搭载于LUL方式的磁盘装置中的磁盘是合 适的。由于伴随着LUL方式的引入，磁头的上浮量进一步下降，因此可以实现即使在例如 5nm以下的极低的上浮量，磁盘也稳定动作的要求，在低上浮量的条件下具有高可靠性的本 发明的磁盘是合适的。实施例以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明。(实施例1)本实施例的磁盘，在基板上依次形成附着层、软磁性层、第1基底层、第2基底层、 磁性层、碳系保护层和润滑层。(润滑剂的制造)按照前述合成图如以下方式制造前述的例示No. 1的润滑剂化合物。通过在碱性条件下(NaOH)，使间苯二酚二缩水甘油醚与分子中具有全氟聚醚主链 且在两末端具有羟基的全氟聚醚化合物(参照前述合成图)反应来制造。由如上述方式得到的化合物构成的润滑剂通过超临界提取法进行适当的分子量 分级。(磁盘的制造)准备化学增强的铝硅酸盐玻璃构成的2. 5英寸型玻璃盘(外径65mm，内径20mm， 盘厚0. 635mm)，制成盘基板。盘基板1的主表面，镜面研磨成Rmax为2. 13nm, Ra为0. 20nm。在该盘基板上，通过DC磁控溅射法，在Ar气气氛中，依次成膜Ti系附着层、Fe系 的软磁性层、Ru的第1基底层、相同Ru的第2基底层、CoCrPt磁性层。该磁性层是垂直磁 记录方式用磁性层。接着，通过等离子体CVD法，以膜厚50人成膜类金刚石碳系保护层。下面，如下述方式形成润滑层。制备使润滑剂(使用NMR法测定的Mn为2800，分子量分散度为1.10)以0. 2重 量％的浓度分散溶解在作为氟系溶剂的三井〒Λ f > 7 口口 * $力 >社制造的K一卜> ^ XF(商品名)中的溶液，该润滑剂由按上述方式制造且通过超临界提取法进行了分子量 分级的本发明的润滑剂(前述例示化合物No. 1)构成。将该溶液作为涂布液，浸渍成膜至 保护层的磁盘，通过浸涂法涂布，使润滑层成膜。成膜后，在真空焙烧炉内以130°C，90分钟将磁盘加热处理。用傅立叶变换型红外 分光光度计(FTIR)测定润滑层的膜厚，得出膜厚为12人。润滑层覆盖率在80%以上为良好。 这样，得到了实施例1的磁盘。接着，用以下的试验方法，进行实施例1的润滑剂和磁盘的评价。(1)首先，进行实施例1中使用的上述润滑剂的耐氧化铝性评价试验。通过使上述润滑剂中存在20%氧化铝(Al2O3)，在氮气(N2)气氛下，250°C的恒温 下，使之保持500分钟，进行热重量分析。其结果示于图2。实施例1中使用的本发明涉及的润滑剂在添加氧化铝时的衰减 率(以图中的点划线表示的曲线)为约30%以下，显示了优异的耐氧化铝性，即难以发生氧化铝导致的分解。此外，还显示了不添加氧化铝时的衰减率为约10%以下，耐热性优异。(2)接着，为了评价磁盘的LUL(加载卸载)耐久性，进行LUL耐久性试验。准备LUL方式的HDD (5400rpm旋转型)，搭载上浮量为5nm的磁头和实施例的磁 盘。磁头的滑块是NPAB (负压)滑块，再生元件搭载磁阻效应型元件(GMR元件)。屏蔽部 为FeNi系坡莫合金。使该LUL方式HDD重复连续LUL动作，测量直到故障发生时的磁盘耐 久的LUL次数。其结果是，实施例1的磁盘在5nm的超低上浮量下耐久至无障碍90万次的LUL动 作。通常的HDD的使用环境下可以说LUL次数超过40万次，需要使用大约10年左右，现状 是如果耐久60万次以上就是合适的，因此可以说实施例1的磁盘具有极高的可靠性。用光学显微镜和电子显微镜详细观察LUL耐久性试验后的磁盘表面，但没有观察 到损伤或污渍等异常，状态良好。此外，用光学显微镜和电子显微镜详细观察LUL耐久性 试验后的磁头表面，但没有观察到损伤或污渍等异常，而且，也没观察到润滑剂向磁头的附 着，或腐蚀损害，状态良好。
而且，为了评价温度特性，在-20°C 50°C的氛围下进行LUL耐久性试验，本实施 例的磁盘没有发生故障，获得了良好的结果。(比较例)用GPC法对作为市售的全氟聚醚系润滑剂的^ X〗”” H社制造的”才 > -J > Z-D0L(商品名)进行分子量分级，使用Mw为2000，分子量分散度为1. 08的级分 作为润滑剂，使其分散溶解在作为氟系溶剂的三井f > 7 口口 * $力 >社制造的K一 卜(商品名)中，制成涂布液，对成膜至保护层的磁盘进行浸渍，并通过利用浸涂法 涂布，使润滑层成膜。其中，适当调整上述涂布液的浓度，按润滑剂覆盖率与实施例1的磁 盘基本相同来成膜。润滑层的膜厚为17人。将除此之外与实施例1相同方式制造的磁盘作为比较例。接着，通过使上述市售的润滑剂中存在20%氧化铝(Al2O3),在氮气(N2)气氛下， 比实施例更低的200°C的恒温下，使之保持500分钟，进行热重量分析。将对上述以往的润 滑剂的耐氧化铝性进行评阶试验的结果示于图1。添加氧化铝时的衰减率(以图中的点划 线(加了 Al2O3WZ-DOL)表示的曲线)为90%以上，非常大(不添加氧化铝时的衰减率为 约60% )，上述比较例涉及的润滑剂容易引起由氧化铝导致的分解，低分子化的可能性高。此外，以与实施例相同的方式进行LUL耐久性试验的结果是，本比较例的磁盘，在 5nm的超低上浮量下，40万次时发生故障。用光学显微镜和电子显微镜详细观察LUL耐久 性试验后的磁盘表面，结果观察到若干损伤等。此外，用光学显微镜和电子显微镜详细观察 LUL耐久性试验后的磁头表面，观察到润滑剂向磁头的附着和腐蚀损害。(实施例2)以与实施例1相同方式，成膜附着层、软磁性层、第1基底层、第2基底层、磁性层 及碳系保护层，再用与实施例1相同的润滑剂在保护层上成膜润滑层。成膜后，对磁盘实施 130°C，90分钟的加热处理和紫外线照射。而且，用光强度比为波长185nm 波长254nm = 2 8的紫外线灯，照射时间在20秒以内，进行该紫外线照射。用傅立叶变换型红外分光光 度计(FTIR)测定润滑层的膜厚，得出膜厚为12人。润滑层覆盖率在80%以上为良好。这样， 得到了实施例2的磁盘。
接着，用与实施例1相同的方式，进行实施例2的磁盘的LUL耐久性试验，结果实 施例2的磁盘在5nm的超低上浮量下耐久至无障碍90万次的LUL动作。可以是说实施例 2的磁盘具备极高的可靠性。用光学显微镜和电子显微镜详细观察LUL耐久性试验后的磁 盘表面，但没有观察到损伤或污渍等异常，状态良好。此外，用光学显微镜和电子显微镜详 细观察LUL耐久性试验后的磁头表面，但没有观察到损伤或污渍等异常，而且，也没观察到 润滑剂向磁头的附着，或腐蚀损害，状态良好。(实施例3)(润滑剂的制造)按照前述合成图通过以下方式制造前述例示的No. 2的润滑剂化 合物。通过在碱性条件下(NaOH)，使前述具有环氧基和芳香基的化合物与分子中具有全 氟聚醚主链且在两末端具有羟基的全氟聚醚化合物(参照前述合成图)反应来制造。由如上述方式得到的化合物构成的润滑剂通过超临界提取法进行适当的分子量 分级。以与实施例1相同的方式，从附着层成膜至软磁性层、第1基底层、第2基底层、磁 性层和碳系保护层。接着，按如下方式形成润滑层。制备使润滑剂(使用NMR法测定的Mn为4200，分子量分散度为1. 10)以0. 2重 量％的浓度分散溶解在作为氟系溶剂的三井〒Λ f > 7 口口 * $力 >社制造的K一卜> ^ XF(商品名)中的溶液，该润滑剂由按上述方式制造且通过超临界提取法进行了分子量 分级的本发明的润滑剂(前述例示化合物No. 2)构成。将该溶液作为涂布液，对成膜至保 护层的磁盘进行浸渍，通过浸涂法涂布，使润滑层成膜。成膜后，在与实施例2相同条件下对磁盘实施加热处理和紫外线照射。用傅立叶 变换型红外分光光度计(FTIR)测定润滑层的膜厚，得出膜厚为121。润滑层覆盖率在80% 以上为良好。这样，得到了实施例3的磁盘。接着，进行实施例3中使用的上述润滑剂的耐氧化铝性评价试验。与实施例1同样，通过使上述润滑剂中存在20%氧化铝(Al2O3)，在氮气(N2)气氛 下，250°C的恒温下，使之保持500分钟，进行热重量分析。其结果是，本实施例中使用的本 发明涉及的润滑剂在添加氧化铝时的衰减率为约30%以下，这表明了优异的耐氧化侣性， 即难以发生由氧化铝导致的分解。此外，还显示了不添加氧化铝时的衰减率为约10%以下， 耐热性优异。接着，用与实施例1相同的方式，进行实施例3的磁盘的LUL耐久性试验，结果实 施例3的磁盘在5nm的超低上浮量下耐久至无障碍90万次的LUL动作。可以确认实施例 3的磁盘具备极高的可靠性。用光学显微镜和电子显微镜详细观察LUL耐久性试验后的磁 盘表面，但没有观察到损伤或污渍等异常，状态良好。此外，用光学显微镜和电子显微镜详 细观察LUL耐久性试验后的磁头表面，但没有观察到损伤或污渍等异常，而且，也没观察到 润滑剂向磁头的附着，或腐蚀损害，状态良好。(实施例4)(润滑剂的制造)按照前述合成图通过以下方式制造前述例示的No. 5的润滑剂化合物。
通过在碱性条件下(NaOH)，使间苯二酚二缩水甘油醚与分子中具有全氟聚醚主链 且在两末端具有羟基的全氟聚醚化合物(参照前述合成图)反应(其中，使3当量上述全 氟聚醚化合物与间苯二酚二缩水甘油醚进行反应)来制造。由如上述方式得到的化合物构成的润滑剂通过超临界提取法进行适当的分子量 分级。以与实施例1相同的方式，从附着层成膜至软磁性层、第1基底层、第2基底层、磁 性层和碳系保护层。接着，按如下方式形成润滑层。
制备使润滑剂(使用NMR法测定的Mn为3600，分子量分散度为1. 10)以0. 2重 量％的浓度分散溶解在作为氟系溶剂的三井〒Λ f > 7 口口 * $力 >社制造的K一卜> ^ XF(商品名)中的溶液，该润滑剂由按上述方式制造且通过超临界提取法进行了分子量 分级的本发明的润滑剂(前述例示化合物No. 5)构成。将该溶液作为涂布液，对成膜至保 护层的磁盘进行浸渍，通过浸涂法涂布，使润滑层成膜。成膜后，在与实施例2相同条件下对磁盘实施加热处理和紫外线照射。用傅立叶 变换型红外分光光度计(FTIR)测定润滑层的膜厚，得出膜厚为12人。润滑层覆盖率在80% 以上为良好。这样，得到了实方施例4的磁盘。接着，进行实施例4中使用的上述润滑剂的耐氧化铝性评价试验。与实施例1同样，通过使上述润滑剂中存在20%氧化铝(Al2O3)，在氮气(N2)气氛 下，250°C的恒温下，使之保持500分钟，进行热重量分析。其结果是，本实施例中使用的本 发明涉及的润滑剂(例示No. 5)在添加氧化铝时的衰减率为约30%以下，这表明了优异的 耐氧化铝性，即难以发生由氧化铝导致的分解。此外，还显示了不添加氧化铝时的衰减率为 约10%以下，耐热性优异。接着，用与实施例1相同的方式，进行实施例4的磁盘的LUL耐久性试验，结果可 以确认在5nm的超低上浮量下耐久至无障碍90万次的LUL动作，实施例4的磁盘具备极高 的可靠性。用光学显微镜和电子显微镜详细观察LUL耐久性试验后的磁盘表面，但没有观 察到损伤或污渍等异常，状态良好。此外，用光学显微镜和电子显微镜详细观察LUL耐久性 试验后的磁头表面，但没有观察到损伤或污渍等异常，而且，也没观察到润滑剂向磁头的附 着，或腐蚀损害，状态良好。
权利要求
磁盘用润滑剂化合物，其是一种基板上至少依次设置了磁性层、保护层以及润滑层的磁盘的前述润滑层中含有的润滑剂化合物，其特征在于，该润滑剂化合物由结构中具有全氟聚醚主链，且既在除了分子末端的位置上具有芳香族基，又在分子的末端具有极性基的化合物构成。
2.权利要求1中所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，所述化合物是在前述芳香 族基附近还具有极性基的化合物。
3.权利要求1或2中所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，所述化合物的一个分子 中的极性基的数量为7个以下。
4.权利要求1-3任一项中所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，前述化合物的所 述极性基为羟基。
5.权利要求1-4任一项中所述的磁盘用润滑剂化合物，其特征在于，前述化合物的数 均分子量在1000-10000的范围。
6.在基板上至少依次设置了磁性层和保护层以及润滑层的磁盘，其特征在于，前述润 滑层含有权利要求1至5任一项所述的磁盘用润滑剂化合物。
7.权利要求6所述的磁盘，其特征在于，所述保护层是通过等离子体CVD法成膜的碳系 保护层。
8.权利要求7所述的磁盘，其特征在于，所述保护层在与前述润滑层接触侧含有氮。
9.权利要求5-8任一项所述的磁盘，其特征在于，其为搭载于起动停止机构为加载卸 载方式的磁盘装置中的磁盘。
10.在基板上至少依次设置了磁性层和保护层以及润滑层的磁盘的制造方法，其特征 在于，使包含权利要求1-5任一项所述的磁盘用润滑剂化合物的润滑剂组合物在前述保护 层上成膜而形成前述润滑层。
11.权利要求10所述的磁盘的制造方法，其特征在于，在前述润滑层成膜后，对前述磁 盘实施紫外线照射，或者实施紫外线照射和加热处理两者。
全文摘要
本发明涉及磁盘用润滑剂化合物、磁盘及其制造方法。所述磁盘是在基板上至少依次设置了磁性层和碳系保护层以及润滑层的磁盘，前述润滑层含有由结构具有全氟聚醚主链，且在除了分子末端的位置上具有芳香族基，同时分子的末端具有极性基的化合物构成的润滑剂化合物。
文档编号G11B5/71GK101866655SQ20101021393
公开日2010年10月20日 申请日期2010年3月26日 优先权日2009年3月27日
发明者下川贡一, 伊藤可惠, 滨洼胜史 申请人:Hoya株式会社;Hoya磁学有限公司