專利名稱：磁記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁記錄介質(zhì)，具體地說，本發(fā)明涉及一種多層磁記錄介質(zhì)及其生產(chǎn)方法，所述多層磁記錄介質(zhì)具有一層薄的上部磁性記錄層，所述上部磁性記錄層在整個記錄波長范圍內(nèi)具有良好的電磁記錄性質(zhì)，恒定的頻率響應(yīng)及良好的機械性能。
磁記錄介質(zhì)，例如磁帶，磁盤或磁卡長期以來一直被用于記錄模擬或數(shù)字音頻和視頻信號，或者被用于記錄數(shù)據(jù)。
若干年來，對適宜于越來越高的記錄密度的介質(zhì)，即能夠在很小的空間中存儲大量信息的介質(zhì)的需求日益增大。厚度越來越小的記錄層，及尺寸越來越小，并且矯頑力越來越大的磁性顏料對該目的來說是必不可少的。
在相當(dāng)長一段時間之前，已產(chǎn)生了含有粘結(jié)劑的雙層磁性介質(zhì)，在這種雙層磁性介質(zhì)中，可由相當(dāng)厚的下層補償由于上部記錄層厚度的降低而引起的生產(chǎn)困難，以及機械穩(wěn)定性問題，而不必?fù)p失高的記錄密度。和同樣為人們熟知，并且非常適于高記錄密度的ME型(金屬蒸鍍型)磁性記錄介質(zhì)相比，這種雙層磁性介質(zhì)具有更高的穩(wěn)定性，并且在生產(chǎn)過程中具有更好的生產(chǎn)率。
對于信息存儲來說，這種雙層磁性介質(zhì)具有非常光滑的磁性上層，該磁性上層的厚度通常小于0.5微米，并含有具有高矯頑力的磁性顏料，最好是金屬顏料或者包含金屬合金的顏料。在通常為非磁性的基體和磁性記錄層之間存在較厚的同樣添加有顏料的含有粘結(jié)劑的下層。
這里使用的下層是既含有磁性顏料又含有非磁性顏料的敷層，以及除了粘結(jié)劑和常規(guī)的添加劑外，只含有非磁性顏料的敷層。近來的磁記錄介質(zhì)的研究已主要集中在雙層技術(shù)中這種金屬顏料磁性介質(zhì)概念的改進(jìn)上。例如，建議使用新的具有更高的矯頑力，均勻性和可分散性改進(jìn)的金屬顏料(S.Hisano和K.Saito,Research and developmentof metal powder for magnetic recording,J.Magn.Mat.,190(1998),371-381)。借助于該技術(shù)，能夠利用100納米厚的含有金屬粉末和粘結(jié)劑的上層獲得ME記錄介質(zhì)的質(zhì)量。但是，盡管其層厚被降低，然而與濺射硬磁盤層相比，含有金屬粉末的上層仍然相當(dāng)厚。其結(jié)果是在長記錄波長下，含有金屬粉末的敷層具有較大的雜散磁信號場。
但是，用于現(xiàn)代記錄介質(zhì)和高記錄密度的磁阻磁頭最初是針對硬盤開發(fā)的，具有高的靈敏度。從而，大的雜散磁信號場可導(dǎo)致磁頭的飽和問題，其結(jié)果是不再能夠讀取較弱的信號電平，或者會發(fā)生信號失真。
作為對問題的解決方案，建議使用厚度僅為55納米的極薄上層。但是，不清楚在記錄介質(zhì)含有微粒金屬粉末的情況下是否能產(chǎn)生這么薄的涂層。在約20納米的典型金屬顏料微粒厚度的情況下，在這么薄的涂層中最多只有三個微?？赡軙粋€密接于另一個的頂部，在生產(chǎn)過程中，這會導(dǎo)致相當(dāng)大的技術(shù)困難。
解決當(dāng)前可產(chǎn)生的薄層厚度的上述問題的常規(guī)方法是為長波長寫入附加脈沖，即執(zhí)行寫均衡，在所述長波長下，會發(fā)生磁頭飽和以及與之相關(guān)的信號失真。
但是，在高的記錄速度下，由于上述方法的結(jié)果，記錄設(shè)備的磁頭和電子儀器受到相當(dāng)大的負(fù)荷，因為需要非常高的寫入場切換頻率。迄今為止，文獻(xiàn)沒有描述以這樣的方式解決用于微粒記錄介質(zhì)的磁阻讀取磁頭中的飽和問題，借助該方式，可以大量地生產(chǎn)廉價的產(chǎn)品。
本發(fā)明的一個目的是提供一種磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)在整個記錄波長范圍中具有良好的電磁性能，并具有良好的機械性能，該磁記錄介質(zhì)適于記錄數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并可利用常規(guī)技術(shù)生產(chǎn)，在該磁記錄介質(zhì)中，不會產(chǎn)生磁頭飽和的問題。
本發(fā)明的另一目的是提供這種磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法。
我們發(fā)現(xiàn)借助在非磁性基體上具有至少一層含有粘結(jié)劑的上部磁性記錄層及至少一層含有粘結(jié)劑的下層的多層磁性記錄介質(zhì)可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述上部磁性記錄層的厚度小于0.5微米，并含有矯頑力Hc為80-250kA/m的極細(xì)磁性顏料，所述下層含有選自γ-Fe2O3,Fe3O4或者這些化合物的固溶體的各向同性軟磁顏料，下層的矯頑力Hc小于4kA/m，并且在2kA/m條件下，下層的無磁滯磁化系數(shù)大于7。
此外，我們還發(fā)現(xiàn)借助一種多層磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法，可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述方法包括混合、攪拌并分散選自γ-Fe2O3,Fe3O4或者這些化合物的固溶體的各向同性軟磁顏料，粘結(jié)劑，溶劑及其它添加劑，并把分散體涂覆到非磁性基體上，形成下層；混合、攪拌并分散矯頑力Hc為80-250kA/m的極細(xì)磁性顏料，粘結(jié)劑，溶劑及其它添加劑，并把分散體涂覆到下層上，形成上部磁性記錄層；在磁場中對潮濕的各層定向；干燥潮濕層，直到上層厚度小于0.5微米為止；及隨后進(jìn)行砑光和切割。
從而下層的矯頑力小于4kA/m，并且在2kA/m條件下，下層的無磁滯磁化系數(shù)大于7。
我們意外地發(fā)現(xiàn)新的記錄介質(zhì)具有穩(wěn)定的頻率響應(yīng)，在長記錄波長下，頻率響應(yīng)值小于，例如具有相同記錄層厚度和非磁性下層厚度的常規(guī)記錄介質(zhì)的頻率響應(yīng)值。從而，在長波長下，不存在磁頭的磁飽和問題及相關(guān)的信號失真問題。
軟磁下層使上層的磁通量局部短路，從而降低了信號電平的幅值。該效果取決于波長，在長波長下，該效果最顯著。結(jié)果是使頻率響應(yīng)平直，其效果是雖然在短記錄波長區(qū)域中，必須接受信號電平的邊緣變形，但在長記錄波長區(qū)域內(nèi)，不再發(fā)生磁阻磁頭的飽和。
單個數(shù)據(jù)脈沖的評定表明它們的幅值被降低。但是，脈沖形狀被不成比例地壓縮，從而產(chǎn)生更易于檢測到的尖銳信號，因為單個脈沖的重疊危險被降低。于是，新的記錄介質(zhì)適宜于高記錄密度，因為高記錄密度需要歸因于高記錄頻率的尖而窄的信號。
長波長下信號電平的更大衰減具有與上層厚度的降低相同的效果。這產(chǎn)生一種記錄介質(zhì)，其記錄性能與具有厚度比實際存在的磁性記錄層小的磁性記錄層的記錄介質(zhì)的記錄性能相當(dāng)。由于可不必進(jìn)行復(fù)雜昂貴的修改，而借助常規(guī)技術(shù)產(chǎn)生上部磁性記錄層的厚度，因此這簡化了用于高記錄密度的磁性介質(zhì)的生產(chǎn)。
下面將借助附圖，舉例說明本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)及優(yōu)選實施例。


圖1表示了常規(guī)的磁帶狀記錄介質(zhì)(1)的單個讀取脈沖和新的磁帶狀記錄介質(zhì)(2)的單個讀取脈沖。
圖2表示了在循環(huán)驅(qū)動器(loop drive)上測得的現(xiàn)有技術(shù)的具有軟磁下層的磁帶狀記錄介質(zhì)(1)的頻率響應(yīng)，以及新的磁帶狀記錄介質(zhì)(2)的頻率響應(yīng)。
下面將更詳細(xì)地說明這種新的磁記錄介質(zhì)。
1．下層新的磁記錄介質(zhì)的下層含有選自γ-Fe2O3,Fe3O4或者這些化合物的固溶體，并且平均微晶尺寸為7-17納米(用X射線衍射學(xué)確定，評定(311)晶向)的極細(xì)的各向同性軟磁顏料。
如果微晶尺寸小于7納米，則不能在下層中獲得高到足以能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明效果，尤其是使頻率響應(yīng)平直的效果的磁帶磁化強度。另一方面，如果平均微晶尺寸大于17納米，則下層表面的粗糙度增大，從而上層表面的粗糙度也增大，以致在整個波長范圍內(nèi)，輸出電平存在較大的下降。
在低的施加磁場強度下，下層中的無磁滯磁化系數(shù)xanhyst必須較高；在2kA/m的場強下，無磁滯磁化系數(shù)xanhyst應(yīng)大于7。通過同時施加恒定的信號場(例如上面提及的2kA/m)和一個交變磁場確定無磁滯磁化系數(shù)，所述交變磁場的初始幅值至少必須足夠大，足以使第一場循環(huán)內(nèi)的磁化強度在主磁滯回線上。以每個循環(huán)0.25kA/m的步長把交變磁場的幅值降低到零。把最終得到的磁化強度除以恒定的信號場，以便計算磁化系數(shù)。下層的矯頑力Hc應(yīng)大于0kA/m，并小于4kA/m。
如果下層的矯頑力大于4kA/m，則在長波長下，信號電平再次增大，從而不會產(chǎn)生新穎、有益的穩(wěn)定頻率響應(yīng)。
下層的相對剩磁SQ(定義為剩余磁通密度與飽和磁通密度的商(Br/Bs))為0.02-0.09。
軟磁顏料的尺寸分布不受限制，往往較寬，即平均微晶尺寸由較細(xì)微粒和較粗微粒的微晶尺寸確定。
軟磁顏料呈球形，立方形或者為無定形。無定形微粒最佳。
除了新的磁記錄介質(zhì)的所需的穩(wěn)定頻率響應(yīng)之外，下層中規(guī)定微粒尺寸的細(xì)結(jié)晶軟磁顏料的使用還具有其它優(yōu)點。對細(xì)致分散的分散體來說，這種極細(xì)的軟磁顏料是必不可少的，如果無需添加微粒尺寸相當(dāng)大的其它顏料，則借助這種細(xì)致分散的分散體，可產(chǎn)生非常光滑的下層。
這種細(xì)致分散的下層含有小孔，柔軟，易于變形，其結(jié)果是可在砑光階段得到良好的下層光滑度。此外，觀察不到諸如磁場中軟磁顏料的鏈形成及磁性簇集之類的不利現(xiàn)象，當(dāng)應(yīng)用微晶尺寸相當(dāng)大的磁性材料時，可觀察到這些不利現(xiàn)象，這些不利現(xiàn)象會對磁性層的表面光滑度以及可獲得的RF電平帶來不利的影響。
這種細(xì)致分散的下層構(gòu)成將在其上涂覆的薄的上部磁記錄層的良好基底。
與通常使用的下層顏料相比，尤其是和針狀非磁性鐵氧化物相比，新記錄介質(zhì)的下層中的軟磁顏料的制備成本較低，并且與通常使用的下層顏料相反，在制備過程中不需要高溫步驟，其結(jié)果是避免了生產(chǎn)過程中顏料的燒結(jié)。從而可顯著改進(jìn)下層顏料的可分散性，可分散性的改進(jìn)又導(dǎo)致得到光滑的敷層。
也可對所述軟磁顏料進(jìn)行表面處理，以便改善其分散性能。特別地，鋁和/或硅化合物是適宜并且有利的表面處理劑。
由于顏料的極其細(xì)致的分散特性的緣故，顏料的比表面積(SSA)被增大。根據(jù)BET方法確定的該比表面積大于70m2/g，最好大于100m2/g。這成為下層中孔隙率較大的原因之一。借助軟磁顏料的巨大表面積上的吸收，以及下層中較大的孔隙體積，在層厚相同的情況下，和微粒尺寸較大的微粒相比，在下層中可吸收更多的潤滑劑，在磁記錄介質(zhì)的長期使用過程中，所述數(shù)量的潤滑劑可逐漸被釋放到上層，從而即使在磁記錄介質(zhì)長時期工作的情況下，也可保持磁性層的摩擦系數(shù)較低。這樣，可獲得大于6％，最好大于7％(重量百分比，以下層中顏料的總重量為基礎(chǔ))的潤滑劑的吸收。
關(guān)于較大的潤滑劑蓄積對磁帶的機械性能的有利效果，參見H.Doshita于1997年12月3日在倫敦的TISD會議上的演講。
新記錄介質(zhì)的下層中的軟磁顏料具有約為7-10的pH值。該pH值大體上對應(yīng)于記錄介質(zhì)中使用的，并具有高矯頑力的上部記錄層磁性顏料，尤其是其中使用的金屬顏料的pH值。從而，上部記錄層和下層可使用相同或者非常相似的粘結(jié)劑和溶劑體系，從而導(dǎo)致這兩種分散體的高度相容性，并簡化了磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)。
1.1下層顏料的制備可根據(jù)DE2642383,3027012或4427821，或者JP57-175734中描述的一種或多種方法，制備極細(xì)的結(jié)晶Fe3O4或γ-Fe2O3顏料，或者制備由這些化合物組成的固溶體。
使用的原材料是二價鐵鹽，三價鐵鹽，堿性沉淀劑和氧化劑。通常使用的二價鐵鹽是FeCl2和FeSO4。適宜的三價鐵鹽是FeCl3,Fe2(SO4)3及它們的混合物。MgO,MgCO3,CaO,CaSO3,NaOH,KOH,NH3,Na2CO3,K2CO3及其它堿性水溶性或者微溶化合物被用作沉淀劑。
根據(jù)存在的Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)比率，需要氧化劑把所有的Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)。這里通常使用大氣中的氧氣，不過也可使用O2,O3，氯氣，H2O2或硝酸鹽。
納米級磁鐵石的制備如下所述a)最初把三價鐵鹽和二價鐵鹽的混合物裝入具有用于充分混合的裝置的反應(yīng)器中。Fe濃度為30-70g/l Fe?；旌衔锖?0-57mol％的Fe(Ⅲ)。
b)把混合物加熱到沉淀溫度，該溫度為30-60℃。
c)在10-60分鐘內(nèi)，利用堿性沉淀劑實現(xiàn)沉淀。沉淀劑的量為化學(xué)計量數(shù)量的100-110％。濃度為每升溶液2-10當(dāng)量。
d)通常，利用氧化劑(通常為大氣中的氧氣)進(jìn)行短暫的后處理，以便氧化所有的Fe(Ⅱ)。
e)如果需要在懸浮液中制備γ-Fe2O3，則需要較長時間的氧化。這里，還設(shè)定較高的大氣氧氣體積流速，并把懸浮液加熱到50-90℃。
過濾，清洗并噴霧干燥得到的產(chǎn)物。
除了所述軟磁顏料外，新的磁記錄介質(zhì)中的下層還可含有其它顏料，最好是無機非磁性顏料。
一般地說，這些其它顏料是改進(jìn)敷層的導(dǎo)電率和/或機械性能的顏料。這些顏料的例子是碳黑，石墨，氧化錫，銀粉，氧化銀，硝酸銀，銅粉或者諸如氧化鋅，硫酸鋇和二氧化鈦之類的金屬氧化物。最好使用碳黑或石墨。
不過，也可以其它顏料的形式加入極細(xì)的α-Fe2O3顏料，α-FeOOH顏料或者鉻氧化物顏料，最好是具有芯-殼結(jié)構(gòu)的氧化鉻/氫氧化鉻顏料。
這些顏料可單獨使用或者混合使用。最好單獨使用碳黑或者碳黑和另一無機顏料的混合物。
所述另一無機粉末的平均微粒尺寸通常為5-350納米，比表面積為30-200m2/g。既可使用平均縱軸為5-200納米的針狀非磁性顏料，也可使用平均微粒尺寸為5-350納米的球形或無定形非磁性顏料。
下層中的軟磁顏料的使用濃度較高，具體地說，以下層中存在的所有顏料的重量為基礎(chǔ)，下層中軟磁顏料的用量大于45％，最好大于75％(重量百分比)。
在下層中，上面描述的顏料和聚合粘結(jié)劑一起使用。粘結(jié)劑的類型不受限制；相反，本身已知的所有常規(guī)使用的粘結(jié)劑都是適宜的。最好使用聚氨基甲酸乙酯和/或氯乙烯共聚物，并且還可結(jié)合其它聚合粘結(jié)劑和/或分散劑一起使用。
在一個特定的優(yōu)選實施例中，這些聚合粘結(jié)劑具有極性基團(tuán)，例如磺酸基團(tuán)或磷酸基團(tuán)，其結(jié)果是可對存在于分散體中的顏料的可分散性產(chǎn)生有利的影響。
使用的分散劑是常規(guī)的分散劑，例如脂肪酸或金屬鹽，不過也可是具有大量極性基團(tuán)的含有粘結(jié)劑的聚合化合物。
另外，下層還可含有通常使用的其它不同添加劑，例如潤滑劑，交聯(lián)劑或抗靜電劑。
適宜的潤滑劑是所有通常使用的潤滑劑，尤其是經(jīng)常使用的脂肪酸或脂肪酯。
通常使用的交聯(lián)劑是聚異氰酸酯。
抗靜電劑是現(xiàn)有技術(shù)已知的陰離子，陽離子或天然濕潤劑，以及上面提及的用于改進(jìn)敷層導(dǎo)電率的粉末。
對于用于下層的分散體的制備來說，混合并分散軟磁顏料，粘結(jié)劑，所述其它無機顏料，所有其它添加劑及一種優(yōu)選的有機溶劑。
使用的有機溶劑可以是現(xiàn)有技術(shù)已知的通常使用的任意溶劑，尤其是四氫呋喃，甲基乙基酮，環(huán)己酮或二惡烷，或者二種或更多種所述溶劑的混合物。
2．上層新的磁記錄介質(zhì)包含一層薄的上部磁性記錄層。
上層中所含的鐵磁性顏料最好是高濃度的鐵磁性金屬顏料或金屬合金顏料。這些顏料含有作為主要成分的Fe,Ni和Co，此外根據(jù)需要，還可單獨地或者以混合物的形式含有Al,Si,S,Sc,Ti,V,Cr,Cu,Y,Mo,Rh,Pd,Ag,Sn,Sb,Te,Ba,Ta,W,Re,Au,Hg,pb,Bi,La,Ce,Pr,Nd,P,Mn,Zn,Sr或B，并可在它們的表面上具有抗氧化和其它有害影響，或者用于改進(jìn)顏料的可分散性的保護(hù)性涂層。
金屬粉末或金屬合金粉最好為針狀或紡錘形，并且BET比表面積為40-90m2/g；微粒的平均軸長不大于200納米，最好不大于120納米，并且軸徑為10-30納米。軸比為2-20。這些磁性顏料的矯頑力Hc大于100kA/m，小于或等于250kA/m，優(yōu)選為130-220kA/m，最好為140-205kA/m。這些磁性顏料具有為115-170emu/g的高的比飽和磁化強度σs。
不過，鐵磁性顏料也可是另一種具有高矯頑力的極細(xì)磁性顏料。具有六角形鐵氧體結(jié)構(gòu)的已知磁性顏料，尤其是鋇鐵氧體或鍶鐵氧體適于該用途，所述磁性顏料還可含有少量的雜質(zhì)金屬，例如Ti,Co,Ni,Zn,V等等。
這些顏料最好是平均微粒尺寸約為20-120納米，軸比為2-10的極細(xì)的薄層狀顏料。它們的矯頑力Hc約為100-190kA/m，比飽和磁化強度為30-70emu/g。
此外，Hc為80-180kA/m，飽和磁化強度為50-100emu/g的針狀或紡錘形、各向同性的Co改性γ-Fe2O3,Co改性的Fe3O4或它們的混合物也可用作上層的磁性顏料。
這些磁性顏料本質(zhì)已為人們熟知，并可用已知的常規(guī)方法制備。
除了具有高矯頑力的所述磁性顏料外，磁性記錄層還可含有例如用作研磨劑或輔助顏料的非磁性顏料，例如α-Fe2O3,Cr2O3,TiO2,SiO2,Al2O3,BaSO4，氮化硼，SnO2,CaCO3,ZrO2,TiC,SiC,Sb2O3,ZnO,CeO2等。為了改進(jìn)它們的可分散性，可對這些顏料進(jìn)行表面處理。
此外，上部磁性層還可含有上面關(guān)于下層提及的具有芯-殼結(jié)構(gòu)的α-FeOOH顏料或者氧化鉻/氫氧化鉻顏料。
這些顏料與聚合粘結(jié)劑在上部磁性記錄層中一起使用。適宜的粘結(jié)劑是上面關(guān)于下層描述的所有粘結(jié)劑。
磁性顏料與粘結(jié)劑的重量比為3∶1-7∶1，或者以上層中顏料的總量為基礎(chǔ)，磁性顏料的比例為80-93％。
其它添加劑可以是已知并且常規(guī)使用的分散劑，用于改進(jìn)敷層導(dǎo)電率的組合物，潤滑劑，交聯(lián)劑和抗靜電劑。使用的化合物的種類對應(yīng)于關(guān)于下層為這些用途使用的化合物的種類。
對于用于上部磁性記錄層的分散體的制備來說，混合并分散磁性顏料，粘結(jié)劑，所述其它無機非磁性顏料(最好是碳黑)，其它添加劑及一種優(yōu)選的有機溶劑。使用的有機溶劑是上面關(guān)于下層提及的溶劑。
3．基體新磁記錄介質(zhì)的適宜的非磁性基體是所有通常使用的基體材料，沒有限制。具體地說，諸如聚酯膜之類的已知柔性基體，例如聚對苯二甲酸乙酯或聚苯二甲酸乙酯，以及聚烯烴，三醋酸纖維素，聚碳酸酯，聚酰胺，聚酰亞胺，聚氨基酰亞胺，聚砜，芳族聚酰胺特別適宜。但是，也可使用包括金屬、玻璃或陶瓷材料的剛性基體。
4．新記錄介質(zhì)的生產(chǎn)上層和下層的分散體的制備方法本身已為人們熟知，并且包括至少一個攪和階段，一個分散階段，如果需要的話，還包括一個混合階段，所述混合階段可在上面提及的階段之前或之后。相應(yīng)的階段均可由兩個或更多個步驟組成。
就組合物的制備而言，可在制備過程的一開始或者在制備過程中稍后把上面提及的上層和下層的相應(yīng)分散體的各個成分加入反應(yīng)器中。最好在分散體制備結(jié)束之后加入交聯(lián)劑和交聯(lián)催化劑(如果需要的話)。
在借助尺寸不大于5微米的細(xì)篩眼過濾器的精濾之后，利用常規(guī)的涂覆設(shè)備以常規(guī)范圍內(nèi)的速度把分散體涂覆到非磁性基體上，如果必須沿某一優(yōu)選方向定向，則在磁場中對涂覆到非磁性基體上的分散體定向，干燥并且隨后進(jìn)行砑光處理，如果需要的話，還可進(jìn)行進(jìn)一步的表面平整處理。
磁場處理的優(yōu)選方向可沿分散體的涂覆方向，或者相對于所述方向最多傾斜35°的角度。但是，還可以產(chǎn)生磁性微粒的二維或三維各向同性定向為目的，進(jìn)行磁場處理。
對于新的磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)來說，可借助條式涂布機，刮刀式涂布機，刀片式涂布機，擠壓涂布機，逆轉(zhuǎn)滾筒涂布機或者它們的組合實現(xiàn)涂覆。
可以按照濕/濕方法或者濕/干方法同時或者連續(xù)涂覆各層。優(yōu)選濕/濕涂覆方法，因為這簡化了薄的上層的涂覆。
對于新的磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)來說，最好使用DE-A-1950493中公開的具有至少一個輸出孔，最好具有兩個或更多個輸出孔的刮刀式涂布機。
具有至少一個輸出孔，最好具有兩個或更多個輸出孔的擠壓涂布機也是適宜的，在柔機基體的另一側(cè)，磁體的邊緣或空氣隙與輸出孔相對，并且所述磁體的場力線基本上平行于基體的運行方向。在EP-A-0654165或FR 2734500中公開了這種結(jié)構(gòu)。
在涂覆后進(jìn)行的干燥和砑光之后，把這樣得到的磁記錄介質(zhì)切割或沖壓成所需的使用形狀，并對其進(jìn)行常規(guī)的電磁和機械測試。
新的磁記錄介質(zhì)最好由非磁性基體，具有上面提及的組成的磁性下層和具有上面提及的組成的上部磁性記錄層組成。
磁性下層的厚度為0.5-3微米，最好為0.5-1.5微米。
上部磁性記錄層的厚度小于0.5微米，優(yōu)選小于0.3微米，最好為0.15-0.25微米。
磁性下層和上部磁性記錄層均可包含單層或者多層組合，只要上層和下層的總厚度仍然在上面提及的范圍內(nèi)即可。
可以利用如上所述的相同的薄層組成涂覆非磁性基體的背面。
還可把現(xiàn)有技術(shù)已知的，具有通常使用的組成的背襯涂層涂覆到非磁性基體的背面。
還可在非磁性基體和含有軟磁顏料的下層之間施加一層增粘層。所述各層均可單獨涂覆，也可與上面描述的上層和下層同時或連續(xù)涂覆。
本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)在整個波長范圍內(nèi)具有很好的電磁記錄性能，并具有穩(wěn)定的頻率響應(yīng)。它還表現(xiàn)出下層中高的孔隙率，高的孔隙率使得能夠吸收大量的潤滑劑，從而昨到更好的機械耐用性。此外，還可以一種簡單的方式生產(chǎn)這種新的磁記錄介質(zhì)。于是，本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)非常適宜于高記錄密度及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的記錄。
本發(fā)明的例子磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)上層在間歇式攪和機(來自Staufen,IKA Maschinenbau的HKD 10型IKA高速攪和機)中攪和100份(重量份數(shù))的主要成分為Fe和Co的工業(yè)用鐵磁金屬顏料(Hc187kA/m,σs140emu/g,SSA55m2/g，平均微粒長度85納米)，13份(重量份數(shù))的α-Al2O3(原生微粒的直徑為180納米)，10份(重量份數(shù))PVC共聚物(Mn11000,Tg68℃，含有磺酸基團(tuán))，3.5份(重量份數(shù))具有分散活性的PES-PU共聚物(來自于Morton,Mn 20000，含有磺酸基團(tuán))，2份(重量份數(shù))硬脂酸，1份(重量份數(shù))肉豆蔻酸，均為15份(重量份數(shù))的四氫呋喃及二惡烷的混合物，時間2小時。
隨后在溶解器中，分批地把攪和后的原料與均為155份(重量份數(shù))的四氫呋喃和二惡烷的混合物進(jìn)行混合，同時進(jìn)行劇烈的攪拌，隨后利用攪拌式球磨機分散10小時。隨后把1份(重量份數(shù))硬酯酸丁酯，4份(重量份數(shù))3摩爾甲次苯基二異氰酸酯與1摩爾三甲醇丙烷在四氫呋喃中的反應(yīng)產(chǎn)物的溶液(濃度50％)加入分散體中，并分批地把均為44份(重量份數(shù))的四氫呋喃和二惡烷的混合物加入分散體中，同時進(jìn)行劇烈攪拌。在借助孔徑為2微米的過濾器過濾之后，得到用于上層的均勻、細(xì)致分散并且無絮凝的分散體，該分散體可穩(wěn)定地沉淀，并隨時可被涂覆為涂層。
下層在間歇式攪和機中攪和100份(重量份數(shù))表1中所述的軟磁下層顏料，29份(重量份數(shù))碳黑(平均原生微粒尺寸為25納米，SSA115m2/g)，13份(重量份數(shù))PVC共聚物(Mn11000,Tg68℃，含有磺酸基團(tuán))，7.5份(重量份數(shù))具有分散活性和極性附著(anchor)基團(tuán)的工業(yè)用聚氨基甲酸乙酯(來自于Morton,Tg70℃)，7.5份(重量份數(shù))具有極性附著基團(tuán)的二級工業(yè)用聚氨基甲酸酯(來自于Morton,Tg35℃)，2份(重量份數(shù))硬脂酸，均為27份(重量份數(shù))的四氫呋喃及二惡烷的混合物，時間3小時。
隨后在溶解器中，分批地把攪和后的原料與均為234份(重量份數(shù))的四氫呋喃和二惡烷的混合物進(jìn)行混合，同時進(jìn)行劇烈的攪拌，隨后在攪拌式球磨機中分散15小時。隨后把6.3份(重量份數(shù))3摩爾甲次苯基二異氰酸酯與1摩爾三甲醇丙烷在四氫呋喃中的反應(yīng)產(chǎn)物的溶液(濃度50％)加入分散體中，同時進(jìn)行劇烈攪拌。在借助孔徑為2微米的過濾器過濾之后，得到均勻、細(xì)致分散并且無絮凝的分散體，該分散體可穩(wěn)定地沉淀，并隨時可被涂覆為涂層。
背襯涂層把22.5份(重量份數(shù))的四氫呋喃和二惡烷(四氫呋喃與二惡烷的比例為1∶1)的混合物與1.2份(重量份數(shù))的呈嵌段共聚物形式的聚酯/聚氨基甲酸乙酯粘結(jié)劑，0.44份(重量份數(shù))聚乙烯縮醛，0.6份(重量份數(shù))聚烯烴(Mw 3000)，0.06份(重量份數(shù))同分異構(gòu)C18-羧酸，0.2份(重量份數(shù))分散劑，3.4份(重量份數(shù))導(dǎo)電碳黑，0.87份(重量份數(shù))的淀積氧化硅及0.29份(重量份數(shù))輔助顏料混合。首先把聚合粘結(jié)劑化合物溶解在一部分溶劑混合物中。隨后在攪拌式球磨機中進(jìn)行10-15小時的分散。
在第二階段，計量加入另外的24.4份(重量份數(shù))的溶劑混合物，1.4份(重量份數(shù))的呈嵌段共聚物形式的聚酯/聚氨基甲酸乙酯粘結(jié)劑，0.73份(重量份數(shù))聚烯烴(Mw 3000)，0.04份(重量份數(shù))分散劑及添加劑。同樣把預(yù)先存在于部分溶劑中的聚合化合物加入溶液中。隨后在攪拌式球磨機或者在齒式膠體研磨器中分散混合物，以便實現(xiàn)充分混合。在涂覆之前的最后步驟中，使這樣得到的分散體與另外的13.4份(重量份數(shù))溶劑混合物及1.8份(重量份數(shù))交聯(lián)劑混合。
記錄介質(zhì)利用刮刀式涂布機把用于背襯涂層的分散體涂覆到聚對苯二甲酸乙酯膜的背面，從而在60-80℃下干燥后得到厚度為0.5-1.5微米的敷層。
利用雙刮刀式涂布機，以濕涂(wet-in-wet)方法把上層分散體和下層分散體涂覆到帶有背襯涂層的聚對苯二甲酸乙酯膜的正面。在每個實施例中，含有金屬顏料的上部磁性層的厚度盡可能相同，即0.25±0.03微米，以便能夠更好地表現(xiàn)下部磁性層的影響。在每個例子和每個比較例中，把上面描述的，并且在DVC體系的磁記錄介質(zhì)中通常使用的金屬顏料用于上層。
在關(guān)于上層的＜0.5微米的層厚范圍內(nèi)，在這里沒有描述的實驗中，已證明上層的厚度對磁性下層只有輕微的影響。但是，如果上層的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.5微米，則不再能夠建立所需的記錄介質(zhì)的穩(wěn)定頻率響應(yīng)。表1中列出了每種情況下的下層厚度。干燥前，使涂覆的薄膜通過由磁場強度為200kA/m的線圈構(gòu)成的磁性定向區(qū)，以便確定鐵電顏料的定向。在80℃下干燥后，在80℃下，并且軋點壓力為2000N/cm的條件下，利用具有6個開口(gap)的鋼-鋼(steel-steel)砑光機砑光薄膜片幅，隨后切割成不同寬度的錄像磁帶。
為了表征利用下層分散體實現(xiàn)的磁帶性能，借助刮刀式涂布機把各個下層分散體涂覆到PET膜上，如上所述在均勻的線圈磁場中定向，并干燥。最后得到的干燥層厚為0.9-1.1微米。
借助最大場強為400kA/m的振動探針式磁強計測量磁帶的磁性及下層的磁性。下層是在沒有砑光時測量的。
在作為靜態(tài)測試器的改進(jìn)Hi8錄像機中確定記錄性能和信號電平。以DVC體系為基礎(chǔ)，RF電平的波長為0.49微米，在9倍的該波長，即4.4微米下測定長波F輸出電平。為了檢測本發(fā)明的主要效果，即更穩(wěn)定的頻率響應(yīng)，按照標(biāo)準(zhǔn)方式生產(chǎn)的并具有非磁性下層的DVC磁帶被用作基準(zhǔn)磁帶。其兩個輸出電平RF和F，以及它們的差值RF-F被設(shè)定為0(例n1)。則根據(jù)F顯著小于RF，即值RF-F為較大的正值，所要求的更穩(wěn)定的頻率響應(yīng)是顯然的。
為了監(jiān)測在長波長(λ＞5微米)的范圍內(nèi)，不會發(fā)生由于特殊的下層引起的不可允許的輸出電平增大，在循環(huán)驅(qū)動器上測量各個雙層磁帶的總頻率響應(yīng)，并關(guān)于長波長范圍內(nèi)輸出電平的增大，研究各個雙層磁帶的總頻率響應(yīng)。圖2中表示了這種測量曲線。
利用Siemens的D5000X射線衍射儀(X射線管銅，檢測器孔徑0.1毫米，發(fā)散和散射光束孔徑可變，測量速度0.5°/分鐘)，依據(jù)已知的標(biāo)準(zhǔn)方法測量粉末的微晶尺寸。測定(311)晶向。
下面的例子(p1-p3，表1)表示了對新型的具有含有金屬顏料的上層的磁帶狀記錄介質(zhì)的測量結(jié)果。使用了具有表1中所示成分的不同細(xì)結(jié)晶度的下層顏料。在例子p2及比較例n2中，下層分散體中硬酯酸的數(shù)量被加倍。這樣，在潮濕和溫暖條件(40℃,85％r.h.)下，連續(xù)運轉(zhuǎn)3星期之后，摩擦系數(shù)降低約20％。
在例子p3中，用通常用于非磁性下層的工業(yè)用針狀α-Fe2O3替換40％的軟磁下層顏料。與相似的例子p2相比，頻率響應(yīng)的穩(wěn)定性降低，但是仍可明顯地測量出。
表1
比較例(表2)例子n1-n4描述了具有含有金屬顏料的上層及具有表2中所示成分的軟磁下層(n1非磁性下層)的記錄介質(zhì)的實驗，其中，由于dcr,xanhyst和Hc的值不和本發(fā)明相一致，因此沒有獲得所需的基本平直的頻率曲線。RF-F的值至少比新記錄介質(zhì)的相應(yīng)值低1dB。有利的是，在例子n5的情況下，下層的x及RF-F都較高，但是過高的Hc在低于0.5MHz的條件下，導(dǎo)致不希望的逐漸增大的頻率響應(yīng)(參見圖2)。
表權(quán)利要求
1．一種多層磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)在非磁性基體上具有至少一層含有粘結(jié)劑的上部磁性記錄層和至少一層含有粘結(jié)劑的下層，所述上部磁性記錄層的厚度小于0.5微米，并含有矯頑力Hc為80-250kA/m的極細(xì)磁性顏料，所述下層含有選自γ-Fe2O3，F(xiàn)e3O4或者這些化合物的固溶體的各向同性軟磁顏料，所述下層的矯頑力Hc小于4kA/m，并且在2kA/m條件下，下層的無磁滯磁化系數(shù)大于7。
2．按照權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中上層中的顏料的矯頑力Hc為130-220kA/m。
3．按照權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中上層中的磁性顏料是金屬顏料或金屬合金顏料。
4．按照權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中上層中的磁性顏料是六角形鐵氧體顏料或者Co改性γ-Fe2O3,Co改性的Fe3O4或這些化合物的固溶體。
5．按照權(quán)利要求1-4任一所述的磁記錄介質(zhì)，它在下層中含有平均微晶尺寸為7-17納米的各向同性軟磁顏料。
6．按照權(quán)利要求1-5任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中以下層中使用的所有顏料的重量為基礎(chǔ)，下層中軟磁顏料的含量大于45％(重量百分比)。
7．按照權(quán)利要求1-6任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中以下層中使用的所有顏料的重量為基礎(chǔ)，下層中軟磁顏料的含量高于75％(重量百分比)。
8．按照權(quán)利要求1-7任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中已利用鋁化合物或硅化合物或者這兩種化合物的混合物對下層中的軟磁顏料進(jìn)行了表面處理。
9．按照權(quán)利要求1-8任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中下層中的磁性顏料為球形、立方形或無定形。
10．按照權(quán)利要求1-9任一所述的磁記錄介質(zhì)，其中除了軟磁顏料外，下層還含有至少一種非磁性顏料。
11按照權(quán)利要求10所述的磁記錄介質(zhì)，其中非磁性顏料為針狀，并且平均縱軸為5-200納米，或者為球形或無定形，并且平均微粒尺寸為5-350納米。
12．按照權(quán)利要求10或11所述的磁記錄介質(zhì)，其中非磁性顏料是α-Fe2O3。
13．按照權(quán)利要求10或11所述的磁記錄介質(zhì)，其中非磁性顏料是碳黑。
14．按照權(quán)利要求10或11所述的磁記錄介質(zhì)，其中非磁性顏料是碳黑和α-Fe2O3的混合物。
15．一種按照權(quán)利要求1所述的多層磁記錄介質(zhì)的生產(chǎn)方法，它包括混合、攪拌并分散選自γ-Fe2O3,Fe3O4或者這些化合物的固溶體的各向同性軟磁顏料，粘結(jié)劑，溶劑及其它添加劑，并把分散體涂覆到非磁性基體上，形成下層；混合、攪拌并分散矯頑力Hc為80-250kA/m的極細(xì)磁性顏料，粘結(jié)劑，溶劑及其它添加劑，并把分散體涂覆到下層上，形成上部磁性記錄層；在磁場中對潮濕的各層定向；干燥潮濕層，直到上層厚度小于0.5微米為止；及隨后進(jìn)行砑光和切割，以致下層的矯頑力小于4kA/m，并且在2kA/m條件下，下層的無磁滯磁化系數(shù)大于7。
16．選自γ-Fe2O3,Fe3O4或者這些化合物的固溶體，并且平均微晶尺寸為7-17納米的軟磁顏料作為按照權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)的下層中的一種顏料的應(yīng)用。
17．按照權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)作為磁帶，磁卡或軟磁盤的應(yīng)用。
全文摘要
一種適于高記錄密度及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的記錄的多層磁記錄介質(zhì),它在整個記錄波長范圍內(nèi)具有很好的電磁記錄性能,并具有良好的機械性能,還具有穩(wěn)定的頻率響應(yīng),所述多層磁記錄介質(zhì)具有至少一層厚度小于0.5微米的上部磁性記錄層和至少一層含有軟磁顏料的下層。
文檔編號G11B5/708GK1320905SQ0111249
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月7日
發(fā)明者羅納德·J·維奇, 赫爾姆特·加庫西, 阿伯特·科爾, 彼得·海爾曼, 利阿·克里斯, 安德里斯·埃爾莫, 斯蒂芬·穆勒, 約翰斯·桑德洛克 申請人:Emtec磁性材料有限公司