JPH0641011A - カルボキシル基含有フッ素系エステル化合物及びその製造方法 - Google Patents

カルボキシル基含有フッ素系エステル化合物及びその製造方法

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JPH0641011A
JPH0641011A JP19736492A JP19736492A JPH0641011A JP H0641011 A JPH0641011 A JP H0641011A JP 19736492 A JP19736492 A JP 19736492A JP 19736492 A JP19736492 A JP 19736492A JP H0641011 A JPH0641011 A JP H0641011A
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JP
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compound
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group
broad
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JP19736492A
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Hideomi Watanabe
秀臣 渡邊
Masanori Satake
正紀 佐武
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機溶剤に対する溶解性の大きなカルボキシ
ル基含有フッ素系エステル化合物を得る。 【構成】 分子内にエーテル結合を有し、分子の一方の
末端がパーフルオロ基であって、もう一方の末端がスル
ホン酸基である一般式(1)で表されるカルボキシル基
含有フッ素系エステル化合物を、一般式(2)または
(3)示すカルボン酸無水物と、一般式(4)で示すフ
ルオロアルキルアルコールとを反応させてカルボキシル
基含有フッ素系エステル化合物を製造する。 【化1】 ただし、Rf1 、Rf2 、Rf3 はそれぞれFまたはC
3 であり、同一であっても異なっていてもよく、R1
およびR2 はそれぞれ、H、CH3 、C2 5のいずれ
かであり、kは2〜15の整数、m=0〜8の整数、n
=2〜9の整数であって、k+m+nの合計は8〜25
の整数である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規なカルボキシル基含
有フッ素系エステル化合物およびその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】パーフルオロアルキル基を含む有機フッ
素化合物は、疎水性であると同時に疎油性の性質も有し
ており、水および油中においても界面活性剤としての性
質を発揮することはよく知られている。また、表面エネ
ルギーを低下させる特性も有しており、これらの性質を
利用して有機フッ素化合物を塗布して材料の滑り性や潤
滑性を改善することが行われている。
【0003】例えば、磁気テープ、フロッピーディスク
等の磁気記録媒体の潤滑剤として磁性層表面に塗布する
ことによって、磁気記録媒体とヘッドとの間の潤滑性お
よび走行耐久性を改善するために使用したり、また写真
感光材料においては、過酷な使用条件においても耐えら
れるように感光材料の表面に塗布することが行われてい
る。
【0004】とくに、電磁変換特性が優れ高密度記録用
の磁気記録媒体して期待されている強磁性薄膜を非磁性
支持体上に形成したいわゆる金属薄膜型磁気記録媒体に
あっては、有機フッ素化合物を潤滑剤とすることが有効
であることが知られている。このような用途に使用され
る有機フッ素化合物には、磁気記録媒体との密着性が大
きいことが重要であり、例えば、特公昭60−1036
8号公報、特開昭63−281218号公報には、分子
末端に極性基を有したフッ素化合物を磁気記録媒体の潤
滑剤として使用する発明が開示されている。
【0005】以上のように、ネガフィルム、映画用ポジ
フイルム、印画紙、リスフイルム、レントゲンフイル
ム、インスタントフイルム等の写真感光材料、磁気記録
テープや磁気記録ディスク等の磁気記録材料用に優れた
潤滑剤が求められているが、これらの記録材料に潤滑剤
を付与するための方法は、通常潤滑剤となる化合物を溶
剤に溶解して、例えば写真感光層上もしくは磁性層上に
塗布する方法が一般的であった。然るに、潤滑性が優れ
ているフッ素系化合物にあってはアセトン、メチルエチ
ルケトン、酢酸エチル、アルコール類、トルエン等の通
常の炭化水素系の有機溶剤に溶解するフッ素化合物は少
なかった。
【0006】また、写真感光材料や磁気記録材料は製造
工程において、塗布、乾燥、加工時の巻取り、巻戻し、
または搬送等での取り扱いの際に種々の装置の接触部分
との間に、摩擦によって引っかき傷や擦り傷の発生が起
こりやすく、とくに使用範囲の拡大により、従来使用さ
れてきた以上に、高温高湿度の雰囲気や低温低湿度の雰
囲気において使用され、過酷な扱いを受けることにな
り、傷の発生、駆動性の悪化が起こりやすくなってきて
おり、過酷な条件でも充分に耐えられるような滑り性、
対傷性の高い潤滑剤が要望されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点に鑑みてなされたものであり、潤滑性に優
れ、且つ通常の炭化水素系の溶剤に溶解可能なフッ素系
化合物を提供することをその主たる目的とし、しかも比
較的簡易な合成法で得ることができて、製造コストが安
価な該フッ素化合物の製造方法を提供することを目的と
している。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
点を解決する新規なカルボキシル基含有フッ素系エステ
ル化合物を提供するものである。すなわち本発明の極性
基を含有するカルボキシル基含有フッ素系エステル化合
物は下記の一般式(1)で示される化合物である。
【0009】
【化5】
【0010】ただし、Rf1 、Rf2 、Rf3 はそれぞ
れFまたはCF3 であり、同一であっても異なっていて
もよく、R1 およびR2 はそれぞれ、H、CH3 、C2
5のいずれかであり、kは2〜15の整数、m=0〜
8の整数、n=2〜9の整数であって、k+m+nの合
計は8〜25の整数である。
【0011】
【化6】
【0012】本発明のカルボキシル基含有フッ素系エス
テル化合物において、kが1以下となると潤滑剤として
の能力が低くなり好ましくなく、またkが15を越える
と溶解性が低下するので好ましくない。mは、有機溶剤
への溶解性に影響をするが、またmが8を越えると潤滑
性が低下するので好ましくない。またnが2よりも小さ
いと、炭化水素系の溶剤に対する溶解性が問題となり、
また9以上になると潤滑性が低下するので好ましくな
い。k+m+nの合計が8未満であると潤滑性がなくな
り、25を越えると溶解性が問題となり好ましくない。
また、m+nに比してkがあまり大きくなるのは好まし
くなく、例えば、m=0、n=3の場合は、kは最大で
も8である。k、mおよびnの総和はさらに好ましくは
10〜23である。同じくm+nが小さすぎると炭化水
素系の溶剤に対する溶解性が問題となり、また大きすぎ
ると潤滑性が低下するので好ましくない。
【0013】また、本発明のカルボキシル基含有フッ素
系エステル化合物は、フルオロアルキルアルコールをカ
ルボン酸無水物と反応させて得ることができる。本発明
のカルボキシル基含有フッ素系エステル化合物の製造に
使用するカルボン酸無水物には、無水マレイン酸、無水
シトラコ酸、無水コハク酸、無水グルタル酸などを挙げ
ることができる。とくに好ましい、カルボン酸無水物は
無水マレイン酸であり、安価である。
【0014】また、本発明カルボキシル基含有フッ素系
エステル化合物の製造に使用することができるパーフル
オロアルキルアルコールには、CF3 CH2 OH、CF
3 CF2 CH2 OH、C3 7 CH2 CH2 OH、C6
13CH2 CH2 OH、C817CH2 CH2 OH、C
1021CH2 CH2 OH、C2 5 (CH2 6 OH、
4 9 (CH2 6 OH、C8 17(CH2 6
H、C6 17CH=CHCH2 OH、C8 17CH=C
HCH2 OH、(CF3 2 CF(CF2 m CH2
2 OH、(CF3 2 CF(CF2 m (CH2 n
OH ただし、mは4,6,8または10、nは2また
は6である。とくに好ましいパーフルオロアルコール
は、F(CF2a (CH2 b OHと表したときに、
aが4〜10であって、mが2〜6のものである。その
理由は、合成される本発明のフッ素系エステル化合物の
炭化水素系溶剤に対する溶解性と潤滑性とから選択され
るものである。
【0015】また、本発明のフッ素系エステル化合物の
製造は、無水の状態で反応を進める必要があり、反応容
器および原料はあらかじめ真空乾燥などによって十分に
脱水を行うことが必要である。反応系に導入するカルボ
ン酸無水物はおよびフルオロアルコールは、化学量論的
に1:1となるように導入することが好ましい。また、
反応温度は、酸無水物の融点以上の温度である100〜
200℃とすることが好ましい。反応生成物は、溶媒を
加えて再結晶を行うことによって反応系から分離して精
製するが、再結晶用に加える溶媒は、アセトン、アセト
ニトリル、ベンゼン、トルエン等を使用することができ
るが、アルコール類はエステル反応を促すことがあるの
で注意を要する。
【0016】本発明のカルボキシル基含有フッ素系エス
テル化合物は、潤滑性に優れている。したがって、潤滑
性の向上が期待される各種の材料に対して適用できる。
また、潤滑剤以外にも界面活性剤、帯電防止剤、防錆
剤、剥離剤および撥水剤等としても有用であり、各種の
材料に適用できる。例えば、写真感光材料の帯電防止や
潤滑剤として、また磁気記録媒体用の潤滑剤や防錆剤と
して有用である。
【0017】本発明のカルボキシル基含有フッ素系エス
テル化合物を磁気記録媒体に適用する場合、磁性層がF
eやCoを主体とする金属単体もしくは合金である強磁
性金属薄膜であるいわゆる金属薄膜型磁気記録媒体に対
してとくに有用である。すなわち、本発明の化合物の分
子末端にあるカルボキシル基は、金属薄膜に対する付着
力が強固であるので安定な潤滑層を形成することができ
るし、また撥水性があるので防錆効果も期待することが
できるからである。もちろん結合剤樹脂と強磁性粉末を
主体とするいわゆる塗布型の磁気記録媒体に対しても有
用である。塗布型の磁気記録媒体の中でも、強磁性金属
粉末を強磁性粉末とするものに対してとくに有用であ
る。
【0018】そして、磁気記録媒体に本発明の化合物を
適用する場合、通常、溶液にして磁性層表面に塗布す
る。その際、本発明の化合物は通常の炭化水素系溶剤に
溶解できるので、従来のフッ素系化合物のようにフロン
系溶剤の使用による環境汚染のような問題を起こすおそ
れがない。前記の塗布型の磁気記録媒体にあっては、結
合剤樹脂と強磁性粉末を混練分散処理する際に、その分
散液の中に添加しても良い。磁気記録媒体に対する本発
明のカルボキシル基含有フッ素系エステル化合物の付着
量は、磁性層1m2 当たり数mg〜数十mgである。
【0019】ネガフィルム、ポジフィルム、レントゲン
フィルム、各種印画紙等の写真用感光材料の感光層の上
に塗布してもまた支持体上に塗布してもまた感光層と支
持体の間の中間層中に含有させても良い。その付与の方
法は、上記の磁気記録媒体の場合と本質的に相違する点
はない。
【0020】
【作用】本発明のカルボキシル基含有フッ素系エステル
化合物は、分子鎖中に適度な長さのアルキレン鎖を導入
したので、一般に用いられているアセトン、メチルエチ
ルケトン、酢酸エチル、アルコール類、トルエン等の有
機溶剤に溶解し、取り扱いが容易であり、一方の末端が
分子の一方の末端がパーフルオロ基であって、もう一方
の末端にカルボキシル基を有しているので潤滑性ととも
に磁気記録材料等に強く吸着する。
【0021】また、パーフルオロアルキル基とカルボキ
シル基との間に二重結合等の連結基があるので、パーフ
ルオロアルキルの強い電子吸引性が緩和される結果、酸
性度がスルホン酸やパーフルオロカルボン酸に比べて大
きくならないので防錆効果もあり、とくに強磁性金属薄
膜を磁性層とするいわゆる蒸着型磁気記録媒体用の潤滑
剤として好適である。さらに分子末端に金属表面に対す
る吸着性の大きいカルボキシル基があるので、強磁性金
属薄膜表面に吸着層として設けることにより、耐久性向
上効果も大きくすることができる。また、二重結合があ
る場合には、とくに吸着層における分子の配向性が大き
く、吸着表面に高密度で分子を配向させることができ
る。
【0022】
【実施例】以下に実施例を示し本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例1 攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた200ml三
口フラスコに、無水マレイン酸0.3mol(29.4
g)を入れ、次に2−(パーフルオロ−n−オクチル)
−エタノール、0.3mol(139g)を秤量して加
える。150℃に加熱攪拌して、8時間反応した。冷却
して、アセトンで再結晶し、 CF3 (CF2 7 CH2 CH2 OOCCH=CHCO
OH を得た。
【0023】生成物の物性は以下の通りであった。 外観:白色固体、融点:92.6〜93.3℃ 赤外吸収スペクトル、 −COOHに基づく吸収、…3100cm-1、1700
cm-1、1650cm-1 −COO−に基づく吸収、…1730cm−1 −CH2 −に基づく吸収、…2940cm−1,287
0cm−1,1470cm−1 −CF2 −に基づく吸収、…1100cm−1〜140
0cm−1 NMR(バリアン社製 Gemini300)のデータ
を以下に示す。 1H−NMR分析(TMS、溶剤アセトンD6 ) 2.46(パーフルオロ基から1位(a)プロトン M
ultplet 2H) 4.59(パーフルオロ基から2位(b)プロトン T
riplet 2H J=6.1) 2.82(O−Hプロトン Broad 1H) 6.84(カルボン酸基から1位および2位(c)(c
is型)プロトンBroad 2H) 7.37(カルボン酸基から1位および2位(c)(t
rans型)プロトンBroad 2H)19 F−NMR分析(δppm内部標準物質トリフルオロ
トルエン、溶剤ジメチルスルホキシドD6 ) −77.3(末端 Triplet 3H) −122.6(末端から2位 Broad 2F) −119.9(末端から3位 Broad 2F) −119.1(末端から5位 Broad 2F) −118.2(末端から4,6位 Broad 4F) −118.0(末端から7位 Broad 2F) −109.7(末端から8位 Triplet 3F)
【0024】実施例2 攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた200ml三
口フラスコに、無水グルタル酸0.35mol(39.
9g)を入れ、次に2−(パーフルオロ−n−オクチ
ル)−エタノール、0.3mol(139g)を秤量し
て加える。150℃に加熱攪拌して、8時間反応した。
冷却して、アセトニトリルで再結晶し、 CF3 (CF2 7 CH2 CH2 OOCCH2 CH2
2 COOH を得た。
【0025】生成物の物性は以下の通りであった。 外観:白色固体、融点:61.8〜63.2℃ 赤外吸収スペクトル、 −COOHに基づく吸収、…3100cm-1、1700
cm-1、1650cm-1 −COO−に基づく吸収、…1730cm-1 −CH2 −に基づく吸収、…2940cm-1、2870
cm-1、1470cm-1 −CF2 −に基づく吸収、…1100cm−1〜140
0cm−1 NMR(バリアン社製 Gemini300)のデータ
を以下に示す。 1H−NMR分析(TMS、溶剤ジメチルスルホキシド
6 ) 2.46(パーフルオロ基から1位(a)プロトン M
ultplet 2H) 4.28(パーフルオロ基から2位(b)プロトン T
riplet 2H J=6.1) 3.33(O−Hプロトン Broad 1H) 2.24(カルボン酸基から1位(e)プロトン Tr
iplet 2H J=7.5) 1.72(カルボン酸基から2位(d)プロトン Mu
ltplet 2H) 2.32(カルボン酸基から3位(c)プロトン Tr
iplet 2H J=7.5)19 F−NMR分析(δppm内部標準物質トリフルオロ
トルエン、溶剤ジメチルスルホキシドD6 ) −81.8(末端 Triplet 3F) −126.9(末端から2位 Broad 2F) −123.6(末端から3位 Broad 2F) −123.2(末端から5位 Broad 2F) −122.6(末端から4,6位 Broad 4F) −121.8(末端から7位 Broad 2F) −119.5(末端から8位 Triplet 2F)
【0026】実施例3 攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた200ml三
口フラスコに、無水グルタル酸0.3mol(29.4
g)を入れ、つぎに2−(パーフルオロ−n−ドデシ
ル)−エタノール、0.3mol(169g)を秤量し
反応容器に入れる。150度に加熱攪拌して、8時間反
応した。冷却して、アセトニトリルで再結晶して、 CF3 (CF2 9 CH2 CH2 OOCCH2 CH2
2 COOH を得た。
【0027】生成物の物性は以下の通りであった。 外観:白色固体、融点:95.6〜96.8℃ 赤外吸収スペクトル、 −COOHに基づく吸収、…3100cm-1、1700
cm-1、1650cm-1 −COO−に基づく吸収、…1730cm-1 −CH2 −に基づく吸収、…2940cm-1、2870
cm-1、1470cm-1 −CF2 −に基づく吸収、…1100cm-1〜1400
cm−1 NMR(バリアン社製 Gemini300)のデータ
を以下に示す。 1H−NMR分析(TMS、溶剤ジメチルスルホキシド
6 ) 2.46(パーフルオロ基から1位(a)プロトン M
ultplet 2H) 4.28(パーフルオロ基から2位(b)プロトン T
riplet 2H J=6.1) 3.33(O−Hプロトン Broad 1H) 2.24(カルボン酸基から1位(e)プロトン Tr
iplet 2H J=7.5) 1.72(カルボン酸基から2位(d)プロトン Mu
ltplet 2H) 2.32(カルボン酸基から3位(c)プロトン Tr
iplet 2H J=7.5)19 F−NMR分析(δppm内部標準物質トリフルオロ
トルエン、溶剤ジメチルスルホキシドD6 ) −79.4(末端 Triplet 3F) −124.6(末端から2位 Broad 2F) −122.1(末端から3位 Broad 2F) −121.2(末端から4位 Broad 2F) −120.2(末端から5,6,7,8位 Broad
10F) −111.8(末端から10位 Triplet 2
F) 。
【0028】実施例4 攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた200ml三
口フラスコに、無水コハク酸0.35mol(35.0
g)を入れ、次に2−(パーフルオロ−n−オクチル)
−エタノール、0.3mol(139g)を秤量し反応
容器に入れる。150度に加熱し、攪拌して、8時間反
応した。冷却して、アセトニトリルで再結晶し、 CF3 (CF2 7 CH2 CH2 OOCCH2 CH2
OOH を得た。
【0029】生成物の物性は以下の通りであった。 外観:白色固体、融点:79.8〜81.8℃ 赤外吸収スペクトル、 −COOHに基づく吸収、…3100cm-1、1700
cm-1、1650cm-1 −COO−に基づく吸収、…1730cm-1 −CH2 −に基づく吸収、…2940cm-1、2870
cm-1、1470cm-1 −CF2 −に基づく吸収、…1100cm-1〜1400
cm-1 NMR(バリアン社製 Gemini300)のデータ
を以下に示す。 1H−NMR分析(TMS、溶剤ジメチルスルホキシド
6 ) 2.46(パーフルオロ基から1位(a)プロトン M
ultplet 2H) 4.28(パーフルオロ基から2位(b)プロトン T
riplet 2H J=6.1) 3.35(O−Hプロトン Broad 1H) 2.24(カルボン酸基から1位(d)プロトン Tr
iplet 2H J=7.5) 2.32(カルボン酸基から2位(c)プロトン Tr
iplet 2H)19 F−NMR分析(δppm内部標準物質トリフルオロ
トルエン、溶剤ジメチルスルホキシドD6 ) −82.5(末端 Triplet 3F) −127.4(末端から2位 Broad 2F) −124.4(末端から3位 Broad 2F) −123.9(末端から4位 Broad 2F) −123.0(末端から5,6位 Broad 4F) −122.7(末端から7位 Broad 2F) −114.2(末端から8位 Triplet 2F)
【0030】実施例5 攪拌機、温度計および還流冷却器を備えた200ml三
口フラスコに、無水グルタル酸0.30mol(34.
2g)を反応容器に入れ、つぎに2−(パーフルオロ−
7−メチルオクチル)−エタノール、0.25mol
(128.5g)を秤量し、反応容器に入れる。150
度に加熱し、攪拌して、8時間反応した。冷却して、ア
セトニトリルで再結晶し、 (CF3 2 CF(CF2 6 (CH2 2 OOC(C
2 3 COOH を得た。
【0031】生成物の物性は以下の通りであった。 外観:白色固体、融点:47.1℃ 赤外吸収スペクトル、 −COOHに基づく吸収、…3100cm-1、1700
cm-1、1650cm-1 −COO−に基づく吸収、…1730cm-1 −CH2 −に基づく吸収、…2940cm-1、2870
cm-1、1470cm-1 −CF2 −に基づく吸収、…1100cm-1〜1400
cm-1 NMR(バリアン社製 Gemini300)のデータ
を以下に示す。 1H−NMR分析(TMS、溶剤ジメチルスルホキシド
6 ) 2.46(パーフルオロ基から1位(a)プロトン M
ultplet 2H) 4.27(パーフルオロ基から2位(b)プロトン T
riplet 2H J=6.2) 3.32(O−Hプロトン Broad 1H) 2.23(カルボン酸基から1位(e)プロトン Tr
iplet 2H J=7.5) 1.72(カルボン酸基から2位(d)プロトン Mu
ltplet 2H) 2.31(カルボン酸基から3位(c)プロトン Tr
iplet 2H J=7.5)19 F−NMR分析(δppm内部標準物質トリフルオロ
トルエン、溶剤アセトンD6 ) −58.2(末端 Triplet 3F) −182.4(末端から2位 Broad 2F) −120.0(末端から3位 Broad 2F) −118.0(末端から4,5位 Broad 2F) −117.0(末端から6位 Broad 2F) −111.2(末端から7位 Broad 2F) −109.6(末端から8位 Triplet 2F)
【0032】
【発明の効果】本発明のカルボキシル基含有フッ素系エ
ステル化合物は、分子内にエーテル結合を有し、分子の
一方の末端がパーフルオロ基であって、もう一方の末端
がスルホン酸基であるので、有機溶剤に対する溶解性が
大きく、同時に金属薄膜等の磁気記録層への吸着性が大
きく、また、フルオロアルキルアルコールとカルボン酸
無水物との反応によって容易に得ることができ、二重結
合を有する連結基を導入した場合にはとくに配向性が大
きく、高密度に分子を配列させることが可能となり、大
きな潤滑性と防錆効果が得られる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の一般式(1)で表されるカルボキ
    シル基含有フッ素系エステル化合物。 【化1】 ただし、Rf1 、Rf2 、Rf3 はそれぞれFまたはC
    3 であり、同一であっても異なっていてもよく、kは
    2〜15の整数、m=0〜8の整数、n=2〜9の整数
    であって、k+m+nの合計は8〜25の整数である。 【化2】
  2. 【請求項2】 下記の一般式(2)もしくは(3)で示
    すカルボン酸無水物を下記一般式(4)で示されるフル
    オロアルキルアルコールとを反応させて、カルボン酸無
    水物を開環せしめることによって、下記の一般式(1)
    で表されるカルボキシル基含有フッ素系エステル化合物
    の製造方法。 【化3】 ただし、Rf1 、Rf2 、Rf3 はそれぞれFまたはC
    3 であり、同一であっても異なっていてもよく、kは
    2〜15の整数、m=0〜8の整数、n=2〜9の整数
    であって、k+m+nの合計は8〜25の整数である。 【化4】
JP19736492A 1992-07-24 1992-07-24 カルボキシル基含有フッ素系エステル化合物及びその製造方法 Pending JPH0641011A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002501057A (ja) * 1998-01-27 2002-01-15 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー フルオロケミカルベンゾトリアゾール
EP4341325A4 (en) * 2021-05-17 2025-06-04 P2 Science, Inc. TERPENINE ESTERS

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