JPH07138589A

JPH07138589A - 潤滑組成物及びこれを用いた記録媒体

Info

Publication number: JPH07138589A
Application number: JP6230490A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Nagataki; 義幸長瀧; Hideki Nagano; 秀樹長野
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1995-05-30
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JP3386899B2

Abstract

(57)【要約】【目的】摩擦係数が低く、保護層の傷付きの程度も少
ない潤滑組成物を提供する。【構成】シリコーンオイルおよび脂肪酸変性シリコー
ンを含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般用途の潤滑組成物
に関する。なかでもディスクやテ−プなどの形態の、磁
気記録、光記録、光磁気記録などの記録媒体に用いるに
適したものであり、特に、耐摺動性に優れた有用な潤滑
組成物を提供するもので、以下に示すように、低速回転
で磁気ヘッドを摺動させながら記録を行う光磁気記録媒
体などに適用することにより特に有用性を発揮する。

【０００２】

【従来の技術】潤滑剤として、脂肪酸変性シリコーン、
脂肪酸エステル、シリコーンオイル、あるいはフッ素オ
イルなどは、今までもよく知られている。事実、これら
の潤滑剤は、種々の機械の摩擦機構で、摺動抵抗を減少
させるために多用されてきた。但、多くの場合、機械部
品が強固な金属性であることもあって、摺動による部材
表面の微小な傷はあまり問題にされることがなかったた
めに、従来、異なる種類の潤滑剤の併用、即ち、潤滑組
成物について真剣に検討される機会が少なかったのであ
る。

【０００３】しかしながら、精密工業の発展に伴い、強
度もあまり望めない合成樹脂製の微小部品が激しい摺接
を受けるなど過酷な潤滑条件の下で設計が行われるよう
になり、摩擦に対する耐久性を厳しく評価する中で部品
の性能を補う潤滑剤の役割が脚光をあびるようになり、
これに伴い、電子機器のメカ部分での摩擦軽減など潤滑
に対して、ますます厳しい要求が出されるに至った。

【０００４】なかでも、このような潤滑が最も過酷に要
求される一例としていわゆる記録媒体があげられる。と
りわけ光磁気記録媒体は、磁性薄膜を部分的にキュリ−
点または温度補償点を越えて昇温し、この部分の保磁力
を消滅させて外部から印加される記録磁界の方向に磁化
の向きを反転することを基本原理とするもので、光ファ
イルシステムやコンピュータの外部記憶装置、あるいは
音響、映像情報の記録装置等において実用化されつつあ
る。一般的構成は、ポリカーボネート等からなる透明基
板の一方の面に膜面と垂直方向に磁化容易軸を有し、か
つ磁気光学効果の大きな記録磁性層、反射層および誘電
体層を積層することにより記録部を形成し、さらに記録
層を腐食などから守るために保護の役割を果たす被覆層
を形成したものである。この被覆層即ち保護層の材質と
しては、もはや金属でなく、軟らかい紫外線硬化樹脂
（ＵＶ樹脂）、シリコーン樹脂などが用いられている。
そして透明基板側からレーザー光を照射して信号の読み
取りを行うように工夫されている。光磁気記録方式の中
でもオーバーライト可能である磁界変調方式にあって
は、印加磁界を高速で反転することにより磁性薄膜に情
報信号を書き込むもので、磁界の印加は通常は磁界発生
手段を有する磁気ヘッドにより行われる。

【０００５】この場合、高速反転磁界を印加する磁気ヘ
ッドでは、種々の制約から非常に小さな磁場しか発生で
きず、なるべく磁気ヘッドを記録磁性層に近づける必要
がある。ところが、１０００rpm以下の回転、特に回転
数３００〜８００rpm程度の低速回転システムなどで
は、ハードディスクのように、非接触のいわゆるフライ
ングヘッドは使えないため、磁気ヘッドを光磁気記録媒
体に対して摺動させながら記録を行う光磁気記録方式が
考えられる。この場合に磁気ヘッドと被覆層（保護層）
の間の摺動が問題になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】磁気ヘッドと被覆層
（保護層）の摩擦が高いと磁気ヘッドの走行中に磁気ヘ
ッドが振動して、記録に支障を起こし、特に摩擦が高い
場合には磁気ヘッド自体の走行が不可能になる。また摺
動による被覆層（保護層）の傷付き、摩耗等が問題とな
る。この問題を解決するには、両者の間の相互の摩擦の
低減を図る必要がある。

【０００７】従来から記録媒体と磁気ヘッドの摩擦を低
減するために、磁気ディスクのように潤滑剤を塗布した
り、フロッピーディスク（ＦＤ）のように磁性層に潤滑
剤を添加することが行われてきた。これらに用いられる
潤滑剤としては、脂肪酸変性シリコーン、脂肪酸エステ
ル、シリコーンオイル、あるいはフッ素オイルなどが知
られている。

【０００８】しかしながら、光磁気記録媒体、とりわ
け、光磁気ディスクの記録材料は磁性体でできており、
それ自体やわらかく傷付きやすいのでその上にＵＶ樹脂
などの合成樹脂の被覆層（保護層）で被われている。こ
こに従来の潤滑剤を単に塗布しただけでは、摺動時に潤
滑剤が切れるような特有の現象が存在するために、摺動
特性が悪くなってしまう。確かにこれらの潤滑剤は、金
属や金属酸化物の相互間の摩擦を低減するのには有用だ
とされてきた。しかしＵＶ樹脂などのポリマ−相互間の
低減、ポリマ−の摩耗低減、高速摺動時の摩擦の低減、
には十分に満足を与える効果を発揮しているとは言えな
かった。

【０００９】このことはＦＤやハ−ドディスクでの潤滑
手段をそのまま移行してもってくるわけにはいかないこ
とを意味する。この原因として次のようことが考えられ
る。スタートおよびストップ時にフライングヘッドが摺
動する磁気ディスクと異なり、記録時に常に磁気ヘッド
もしくは支持体と保護層が常に摺動するという特有の現
象が存在する。このためフロッピーディスクのように磁
性層の空隙に潤滑剤を溜めて潤滑剤の切れを防ぐことが
できない。即ち、金属薄膜媒体と極性基を有する潤滑剤
のように、紫外線硬化樹脂と従来の潤滑剤の相互作用が
小さいため、潤滑剤を強く媒体に保持することができな
い。この問題を克服するにあたり本発明者は、次の手段
を見出したのである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明者らは、上
記の目的を達成すべく種々検討を行った結果なされたも
ので、潤滑組成物として、シリコーンオイル（ａ）およ
び脂肪酸変性シリコーン（ｂ）を少なくとも含有させる
と、潤滑効果が大きくしかも潤滑剤が切れるということ
がない。これは、ファンデルワールスの相互作用により
保護層と強い相互作用をもつシリコーンオイル（ａ）と
それ自体の油膜強度が強い脂肪酸変性シリコーン（ｂ）
とが相溶しやすいためである。シリコーンオイル（ａ）
単独では潤滑効果が小さく、脂肪酸変性シリコーン
（ｂ）単独では紫外線硬化樹脂の保護層との相互作用が
小さいため潤滑剤の切れる現象が起こっていたが、この
両者を併用することにより、このようなことはなくな
り、結果として、磁気ヘッドもしくは磁気ヘッド支持体
と記録媒体を摺動させた場合にも十分な耐摺動特性を確
保できたのである。そして、さらに脂肪酸エステル
（ｃ）を含ませると、脂肪酸変性シリコーン（ｂ）と脂
肪酸エステル（ｃ）の相溶性もよいため、上述したのと
同様に潤滑組成物が保護層に強く保持される。また、脂
肪酸エステル（ｃ）はさらに潤滑機能に優れるため、こ
れを含んだ潤滑組成物（ａ＋ｂ＋ｃ）はさらに摺動特性
に優れ、低摩擦で安定した磁気ヘッド走行性と摩耗や損
傷に対する十分な耐久性を確保できる。

【００１１】そしてこのように、シリコーンオイル
（ａ）および脂肪酸変性シリコーン（ｂ）ならびに脂肪
酸エステル（ｃ）の役割が微妙に異なるため、磁気記
録、光記録、光磁気記録などの記録媒体に用いるに特に
適した潤滑組成物とするには、ａとｂの重量比におい
て、０．１≦ａ／（ａ＋ｂ）≦０．９８と、またｂとｃ
の重量比において、０．５≦ｂ／（ｂ＋ｃ）≦０．９
９、ｃとａの重量比において、０．００１≦ｃ／（ｃ＋
ａ）≦０．１と、各々の組成比率を規制することが望ま
しい。また、ａの数平均分子量Ｍａとｂの数平均分子量
Ｍbにおいて、１≦Ｍa／Ｍb≦１００、ｂの数平均分子
量Ｍbとｃの数平均分子量Ｍcにおいて、２≦Ｍb／Ｍc≦
５０、ｃの数平均分子量Ｍcとａの数平均分子量Ｍaにお
いて、０．００２≦Ｍc／Ｍa≦０．２と、各々の組成比
率を規制することが望ましい。

【００１２】特にこのような潤滑組成物は、１０００rp
m以下の低速回転により、磁気ヘッドと摺接することに
より、信号を記録する形態の光磁気記録媒体に対して効
果が著しい。この種の光磁気記録媒体は、円盤状の透明
基板上に記録磁性層を有し、その上に合成樹脂を含有す
る被覆層を形成しているが、その被覆層の表面に塗布な
どの方法で配置すればよい。

【００１３】図１は本発明に係わる光磁気記録媒体の一
例の断面構造を示す。この図から明らかなように、本発
明の光磁気記録媒体の一例としては、透明基板１の表面
に、第１の誘電体層２と、磁性層３と第２の誘電体層４
と、反射層５とを順次積層し、この反射層５の表面を保
護層６にて被い、更にこの保護層６の表面に潤滑層７を
形成してなる。

【００１４】透明基板１は、ガラスなどの透明セラミッ
ク材料や、ポリカーボネイト樹脂、ポリメチルメタクリ
レート樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等の透
明樹脂材料などをもって所望の形状及び寸法に形成され
る。この透明基板１の片面には、記録再生用レーザビー
ムの案内溝やプリビット列などのプリフォーマットパタ
ーンが微細な凹凸状に形成されており、信号面を形成し
ている。なおプリフォーマットパターンの形成方法や配
列等については公知に属する技術であり、かつ本発明の
要旨でもないので、説明を省略する。これらについては
光磁気記録媒体の種類に応じて、公知に属する適切の技
術を応用できる。

【００１５】第１の誘電体層２は、透明基板１と磁性層
３との間で再生用レーザビームを多重干渉させ、見かけ
上の磁気光学効果を大きくするために設けられているも
のであって、透明基板１よりも屈折率が大きな無機誘電
体をもって形成される。磁性層４は、公知に属する任意
の磁気光学効果を呈する材料をもって形成できるが、カ
ー回転角やファラデー回転角などの磁気光学効果が大き
いことなどから、希土類−遷移金属系の非晶質垂直磁化
膜が特に好適である。第２の誘電体層４は、磁性層３と
反射層５との間で再生用レーザビームを多重干渉させ、
見かけ上の磁気光学効果を大きくするために設けられた
ものであって、前記第１の誘電体層２と同様の無機誘電
体をもって形成される。反射層５は、媒体の反射率を高
め、光磁気記録媒体からの再生信号出力を高めるもので
あって、例えばアルミニウムや金、あるいはこれらの各
金属を主成分とする合金などをもって形成される。前記
の各層２〜５は、スパッタリングや真空蒸着などの真空
成膜法によって連続的に形成できる。

【００１６】保護層６は保存環境による磁性層３の腐食
を防ぐためのものであって紫外線硬化樹脂樹脂をもって
形成されるのが望ましい。紫外線硬化樹脂としては、公
知に属するすべてのものを用いることができる。又、保
護層６の膜厚は、０．１μｍ〜５０μｍ程度とするのが
好ましい。保護層６の膜厚が５０μｍを越えると磁性層
３に達する磁界の強さが小さくなって記録時または消去
時に大きな記録電流が必要となり、逆に、保護層６の膜
厚が０．０１μｍ未満であると充分な耐衝撃性などを発
揮できなくなるからである。該保護層６は、スプレーコ
ート、スピン塗布法等により形成できる。潤滑層７は光
磁気記録時の保護層と磁気ヘッドとの摩擦力を減少さ
せ、安定な磁気ヘッドの走行を確保し、また磁気ヘッド
の摺動によるディスクの保護層、磁性膜等の各膜の摩耗
や損傷を防ぐものである。潤滑層を構成する材料が本発
明における重要な点であって、潤滑剤としてシリコーン
オイルおよび脂肪酸変性シリコーンを少なくとも含む潤
滑組成物、あるいはさらに脂肪酸エステルを含有する潤
滑組成物を使用することが重要である。

【００１７】シリコーンオイルとしてはジメチルシリコ
ーンオイル、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一
部をフェニル基に置換したメチルフェニルシリコーンオ
イル、ジメチルシリコーンオイルのメチル基の一部をア
ルキル基に置換したアルキル変性シリコーンオイル等が
ある。シリコーンオイルの粘度は１０ｃＳｔ以上が好ま
しく、１０００ｃＳｔ以上のものがより好ましい。脂肪
酸変性シリコーンとしてはシリコーンオイルの末端、あ
るいは側鎖を脂肪酸により変性したものならどれでもよ
いが、とくに一般式

【００１８】

【化２】

【００１９】式中Ｒとしては脂肪族炭化水素基であり、
ｍは５≦ｍ≦５００の整数で、ｎは１以上の整数である
ことが、それぞれ望ましい。また、この一般式（１）に
おけるＲは脂肪族炭化水素基であって、直鎖状、枝分か
れ状のいずれでもよく、さらには二重結合が含まれてい
てもよい。

【００２０】脂肪酸エステルとしてはラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸な
どの脂肪酸と、メチルアルコール、エチルアルコール、
ブチルアルコール、オクチルアルコール、オレイルアル
コールなどのアルコールをエステル化したものならいか
なるものでもよく、分子中に二重結合あるいは分岐があ
ってもよい。

【００２１】潤滑層の厚みは、１ｎｍ〜１μｍとするの
が好ましい。この厚みが１μｍを越えると、磁気ヘッド
のディスクへの張り付き等の走行性の問題を起こす。逆
に、前記厚みが１ｎｍ未満であると、十分な耐久性を確
保することが難しくなる。

【００２２】本発明における潤滑層の形成方法は、いか
なる方法によってもよいが、上記潤滑剤を溶媒に溶解し
て得られた溶液をスピンコーター、ロールコーターある
いはバーコータ等により保護層上に塗布して乾燥するこ
とによって形成することができる。

【００２３】

【作用】このようにすることで、紫外線硬化樹脂などの
保護層を形成してなる光磁気記録媒体において、従来の
シリコーンオイル、フッ素オイル、脂肪酸エステルを単
に保護層に塗布しただけでは達成することのできない、
摺動時にも潤滑剤が切れず摺動特性を維持するという特
有の効果を発揮することができ、磁気ヘッドもしくは磁
気ヘッド支持体と記録媒体を摺動させた場合にも十分な
耐摺動特性を確保することができるのである。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

【００２５】〈ポリメチルメタクリレ−ト円板での実
験〉実施例１：厚み２ｍｍ直径７０ｍｍのポリメチルメタク
リレ−ト製円板の上に、ジメチルシリコーンオイル（平
均分子量約３８０００）（粘度約１００００ｃＳｔ）を
５０重量部と、ともに平均分子量が約３３００の次の構
造を有する脂肪酸変性シリコーン（イ）を８重量部と脂
肪酸変性シリコーン（ロ）を９重量部と、ステアリン酸
メチル（分子量２９８）を１重量部と、オレイン酸オレ
イル（分子量５３２）を２重量部と、ヘキサン２５００
０重量部とからなる潤滑組成物を塗布した。なお脂肪酸
変性シリコーン（イ）及び（ロ）の構造は次のとおりで
ある。

【００２６】

【化３】

【００２７】

【化４】

【００２８】このポリメチルメタクリレ−ト円板に対し
て、曲率半径５ｍｍのプラスチック製摺動子を持つ摩擦
測定機を用いて、半径２５ｍｍの位置に摺動子を接触さ
せ、摺動子に７ｇの荷重をかけた後、この板を５００ｒ
ｐｍで回転させ、表面の傷付き程度を調べた。この傷付
きの程度は、後述する光磁気ディスクの摺動傷の判定と
同様にして評価した。その結果、傷付きはなく、Ａの評
価であった。さらに、上の例１で分子量は固定しなが
ら、ジメチルシリコーンオイルの量Ａ、脂肪酸変性シリ
コーン（イ）の量Ｂ、ステアリン酸メチルの量Ｃの三者
の配合量を次のように変化させて、実施例２、実施例３
のポリメチルメタクリレ−ト円板表面の傷付きの程度を
評価した。その結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】続いて実施例１で配合量は固定しながら、
ジメチルシリコーンオイルの分子量Ｍａ、脂肪酸変性シ
リコーン（イ）の分子量Ｍｂ、脂肪酸エステルの分子量
Ｍｃの三者を次のように変化させて、実施例４〜９のポ
リメチルメタクリレ−ト円板表面の傷付きの程度を評価
した。その結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】ここに、ポリメチルメタクリレ−ト板の傷
付きの程度は、２０パス後の摺動跡をオリンパス社製造
の顕微鏡写真撮影装置を用い５０倍に拡大して百人の観
察者の目視観察を経て平均値を取り、総合評価を算出し
て、結果として９０人以上が摺動キズが全く無いと判断
したものをＡ、６０人以上が摺動キズが全く無いと判断
したものをＢで表し、傷の程度をできうるかぎり客観的
に評価した。

【００３３】〈光磁気ディスクの製作〉厚み１．２ｍ
ｍ、直径６４ｍｍのポリカ−ボネ−ト製の円盤状の透明
基板（屈折率１．５８）上に次の４層を順次形成し光磁
気ディスクを作成した。各層の膜厚は下記の通りであ
る。

【００３４】第１の誘電体層Ｓｉ3Ｎ4 １０００Ａ記録磁性層Ｔｅ-Ｆｅ-Ｃｏ-Ｃｒ２３０Ａ第２の誘電体層Ｓｉ3Ｎ4 ５００Ａ反射層Ａｌ７００Ａ保護層紫外線硬化樹脂１０μｍ実施例１０この光磁気ディスクの保護層の上に、実施例１で用いた
ものと同様の潤滑組成物を塗布した。

【００３５】実施例１１上記の光磁気ディスクの保護層の上に、ジメチルシリコ
ーンオイル（平均分子量約３８０００）５０重量部と、
実施例１で用いた脂肪酸変性シリコーン（イ）１０重量
部と脂肪酸変性シリコーン（ロ）１０重量部と、ヘキサ
ン２５０００重量部とからなる潤滑組成物を作成し、実
施例１と同様にして塗布した。

【００３６】比較例１上記の光磁気ディスクの保護層の上に、ジメチルシリコ
ーンオイル（平均分子量約３８０００）７０重量部と、
ヘキサン２５０００重量部とからなる潤滑組成物を作成
し、実施例１と同様にして塗布した。

【００３７】比較例２上記の光磁気ディスクの保護層の上に、脂肪酸変性シリ
コーン（イ）７０重量部と、ヘキサン２５０００重量部
とからなる潤滑組成物を作成し、実施例１と同様にして
塗布した。

【００３８】比較例３上記の光磁気ディスクの保護層の上に、オレイン酸ブチ
ル７０重量部とヘキサン２５０００重量部とからなる潤
滑組成物を作成し、実施例１と同様にして塗布した。

【００３９】比較例４上記の光磁気ディスクの保護層の上に、ジメチルシリコ
ーンオイル（平均分子量約３８０００）５０重量部と、
オレイン酸ブチル２０重量部と、２５０００重量部とか
らなる潤滑組成物を作成し、実施例１と同様にして塗布
した。

【００４０】比較例５上記の光磁気ディスクの保護層の上に、脂肪酸変性シリ
コーン（イ）５０重量部とオレイン酸ブチル２０重量部
と、ヘキサン２５０００重量部とからなる潤滑組成物を
作成し、実施例１と同様にして塗布した。

【００４１】上記光磁気ディスクについて、曲率半径５
ｍｍのプラスチック製摺動子を持つ摩擦測定機を用い
て、光磁気ディスクの半径２５ｍｍの位置に摺動子を接
触させ、摺動子に３ｇの荷重をかけた後、光磁気ディス
クを５００ｒｐｍで回転させ、摩擦係数と保護層の傷付
き程度を調べた。

【００４２】

【表３】

【００４３】この表における摩擦係数は、２００００パ
ス後の摩擦係数を測定して評価した。また、保護層表面
の傷付きの程度は、２００００パス後の摺動跡をオリン
パス社製造の顕微鏡写真撮影装置を用い５０倍に拡大し
て百人の観察者の目視観察を経て平均値を取り、総合評
価を算出して、結果として９０人以上が摺動キズが全く
無いと判断したものをＡ、６０人以上が摺動キズが全く
無いと判断したものをＢ、６０人以上が一部の周に摺動
キズが有ると判断したものをＣ、６０人以上が全周に摺
動キズが有ると判断したものをＤで表し、傷の程度をで
きうるかぎり客観的に評価した。

【００４４】

【発明の効果】上表から明かなように、実施例で得られ
た光磁気ディスクは摩擦係数が低く、保護層の傷付きの
程度も少ない。このことからこの発明によって得られる
光磁気記録媒体は、磁気ヘッドを摺動させた場合の耐久
性が一段と向上することがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光磁気ディスクの断面図である。

【符号の説明】

１透明基板１２第１の誘電体層３磁性層４第２の誘電体層５反射層６保護層７潤滑層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｍ 107:50 139:04 129:70）Ｃ１０Ｎ 20:04 40:18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコーンオイル（ａ）および脂肪酸変
性シリコーン（ｂ）を少なくとも含有する潤滑組成物。
【請求項２】請求項１記載の記録媒体用潤滑組成物に
おいて、さらに脂肪酸エステル（ｃ）を含むことを特徴
とする潤滑組成物。
【請求項３】ａとｂの重量比において、０．１≦ａ／
（ａ＋ｂ）≦０．９８である請求項１記載の潤滑組成
物。
【請求項４】ａの数平均分子量Ｍaとｂの数平均分子
量Ｍbにおいて、１≦Ｍa／Ｍb≦１００である請求項１
記載の潤滑組成物。
【請求項５】ｂの数平均分子量Ｍbとｃの数平均分子
量Ｍcにおいて、２≦Ｍb／Ｍc≦５０である請求項２記
載の潤滑組成物。
【請求項６】ｃの数平均分子量Ｍcとａの数平均分子
量Ｍaにおいて、０．００２≦Ｍc／Ｍa≦０．２である
請求項２記載の潤滑組成物。
【請求項７】脂肪酸変性シリコーンｂが一般式【化１】（但し、式中Ｒは脂肪族炭化水素基であって、直鎖状、
枝分かれ状のいずれでもよく、さらには二重結合が含ま
れていてもよい。ｍは５≦ｍ≦５００の整数で、ｎは１
以上の整数である）で示されることを特徴とする請求項
１記載の潤滑組成物。
【請求項８】ヘッドと摺接することにより、信号を記
録する形態の記録媒体であって、円盤状の透明基板上に
記録層を有し、その上に合成樹脂を含有する被覆層を形
成し、その表面に請求項１記載の潤滑組成物が配置され
ていることを特徴とする記録媒体。