磁性記錄載體的製作方法

2023-06-26 02:50:06 1

專利名稱：磁性記錄載體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁性記錄載體，如磁碟，磁帶，特別是涉及一種具有通過塗布一種磁性塗料方法而形成的記錄層的磁性記錄載體。
作為如錄象帶錄音帶及磁碟的磁性記錄載體可以被作為例子來例證一種所謂的塗漆型磁性記錄載體，這種塗漆型磁性記錄載體含有在非磁性基體上塗上一種磁性塗料而形成的磁性層。磁性塗料預先用一種鐵磁性粉末如鐵磁性氧化鐵、鈷變性氧化鐵(Co-denatured iron oxide)、CrO2及鐵磁性合金粉末分散到一種粘合劑中製成。
這些年，在磁性記錄領域，記錄密度越來越高，波長亦越來越短。相對於這種密度提高和波長縮短，這種塗漆型磁性記錄載體亦被期望具有與此相應的性能。
在此，在塗漆型磁性記錄載體中，作為一種提高在記錄密度區電磁變換性能的方法，可以被作為例子來例證一種使記錄層更薄的技術。如果磁性層厚度較小，那麼在記錄過程中的自退磁損失和在再現過程中的厚度磨損會減小，這會導致電磁變換性能具有重大意義的提高。
然而，如果磁性層的厚度等於或小於2μm，非磁性基體的表面形狀容易對磁性層的表面產生影響，使磁性層的表面粗糙不平。這會產生間隔損失(spacing loss)，既降低電磁變換性能又增加信號丟失(drop-out)的數量。
為了克服這種問題，作為塗漆型磁性記錄載體，已提出了一種如

圖1所示雙層塗漆型磁性記錄載體，它包括一個形成於磁性層50和非磁性基體51之間的下部非磁性層52，因此非磁性基體51的表面形狀將不會很容易地顯示在磁性層50的表面上。在這種雙層塗漆型磁性記錄載體中，磁性層50的表面狀況受下部非磁性層52的影響，也就是說，若依賴用於下部非磁性層52的塗料的配製方法，將極大地降低磁性層50的表面平面度和光潔度。為了獲得磁性層50平直光滑的表面，配製一種滿足於這種狀況的下部非磁性層52的塗料是必要的。
在這種雙層塗漆型磁性記錄載體中，通過配製一種具有理想性能的下部非磁性層塗料，就會使磁性層50表面達到一定程度的平直和光滑，這樣就能在短波區域內獲得極好的電磁變換性能。
在另一方面，在磁性記錄載體中，高電阻造成充電，導致灰塵粘附在表面上，在這種情況下，通過放電，磁性記錄載體中既會造成信號丟失(drop-out)也會產生遺失脈衝(missing pules)，因此，作為磁性記錄載體，重要的是將電阻減小到一個較低的水平。
為了解決此問題，在磁性記錄載體中，考慮到導電率，將石墨和碳黑加入磁性層50中，這能降低磁性記錄載體的電阻，消除信號丟失(drop-out)和類似的問題。
目前，一般而言，上面提到的石墨和碳黑，分散率較低，當被加入到塗料中時，它會形成預定尺寸的塊狀。如果將這樣的石墨和碳黑加入到磁性塗料中，磁性層50就不能得到平直光滑的表面，這會降低記錄和再現的性能。
因此，要考慮到的是，在下部非磁性層52中加入石墨和碳黑以便在整體上降低磁性記錄載體的電阻。然而，在這種情況下，分散率較低的石墨和碳黑也會形成塊狀物。結果，含有石墨和碳黑的下部非磁性層52的表面會很粗糙，這會極大地降低磁性層50的表面平面度和光潔度。這樣，在這種情況下，磁性記錄載體也會具有變差的記錄和再現的性能。
因而，在前述磁性記錄載體中，同時既獲得具有平直光滑表面的磁性層50又使磁性記錄載體具有較低的導電率是很困難的。
所以，本發明的目標就是要提供一種磁性記錄載體，既具有較好磁性層的表面狀況和極好的電磁變換性能又具有極好的導電性。
根據本發明製造且達到上述目標的磁性記錄載體包括含有導電微粒和粘合劑的並形成於非磁性基體上的下部導電層；含有非磁性粉末和粘合劑的並形成於下部導電層上的中間平面層；及含有磁性粉末和粘合劑的並形成於中間平面層上的上部磁性層。
在具有前述形狀的磁性記錄載體中，上部磁性層表面狀況受中間平面層的影響。在這種磁性記錄載體中，中間平面層含有非磁性粉末和粘合劑，並且相應地，具有較好表面狀況。結果，這種磁性記錄載體具有被高度整平和壓光的表面狀況的上部磁性層。甚而，因為這種磁性記錄載體的下部導電層含有導電微粒，從而可在整體上降低電阻。
圖1，是表示傳統磁性記錄載體主要部分的橫斷面視圖；圖2，是表示根據本發明製造的磁性記錄載體主要部分的橫斷面視圖3，以示意圖方式表示一個以溼壓溼的塗布方法形成下部導電層和上部磁性層的塗漆系統；圖4，以示意圖方式表示一個在前述的塗漆系統中的塗布裝置的例子；圖5，以示意圖方式表示另一個塗布裝置例子；圖6，以示意圖方式表示又一個塗布裝置例子。
以下說明是按照發明的實施例製造的磁性記錄載體為對象並參照附圖進行。
圖2表示的是按照本發明方法製造的磁性記錄載體，包括非磁性基體1，形成於基體1之上的下部導電層2，形成於下部導電層2之上的中間平面層3，形成於中間平面層3之上的上部磁性層4。非磁性基體1可由如聚對苯二甲酸乙酯、聚乙烯-2、6-萘二甲酸鹽(naphthalate)以及其它聚酯類材料；聚丙烯以及其它聚烯烴；三乙酸纖維素、雙乙酸纖維素和其他纖維素衍生物；聚醯胺、叔胺醯胺(alamide)樹脂、聚碳酸酯和其他塑料構成。非磁性基體1可有多層結構的單層結構。再者，非磁性基體1可受到如電暈放電處理一樣表面處理，或覆蓋上一種可增加粘附性的有機層。
非磁性基體1厚度並不限於某一特定值。例如，如果載體是薄膜型或片層型，厚度可在2-100μm範圍內且最好在3-50μm範圍內。若載體為磁碟型或卡片型，則厚度一般在30μm-10mm這個範圍內。若載體為磁鼓型，則厚度根據記錄載體的設計結構或類似情況選擇。
下部導電層2形成於前述的非磁性基體1之上且含有作為其主要成分的導電微粒和粘合劑。該下部導電層2通過在非磁性基體1之上塗布一種下部導電層塗料而形成，這種塗料通過將導電微粒和粘合劑一起分散到溶劑中配製而成。
在下部導電層2中，導電微粒可以是任何材料，即當它混入該導電塗層中時，能夠從整體上抑制磁性記錄載體充電的材料。比如，可以是石墨和碳黑及類似物，在此，石墨和碳黑並不是唯一的材料，可以是較易得到的且通常用於磁性記錄載體的任何材料。
作為粘合劑，可以是被作為例子來例證的聚氨酯樹脂、聚酯樹脂、氯乙烯共聚物、及其它氯乙烯樹脂。
這些樹脂中每一種既可以單獨使用也可以與其他樹脂結合使用，例如，當兩種樹脂或多種樹脂結合使用時，聚乙烯和/或聚氨酯經常被用於與氯乙烯樹脂混合。這樣，聚乙烯和/或聚氨酯與氯乙烯樹脂重量比可以在90∶10到10∶90之間，最好在在70∶30到30∶70之間。
並且，作為粘合劑，下面列出的樹脂可以被混合在一起使用，作為被混合在一起使用的樹脂可以有氯乙烯-乙烯醋酸酯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚醯胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、纖維衍生物(如硝化纖維素)、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯酚樹脂、環氧樹脂、脲素樹脂、三聚氰胺樹脂(蜜胺樹脂)、苯氧樹脂、矽酮樹脂、丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、各種合成橡膠樹脂及類似物，這些樹脂的平均分子量為10,000到200,000之間。
若加入的石墨和碳黑為100個重量單位，被混入的粘合劑的含量相對於石墨和碳黑的含量為80到120個重量單位。
此外，作為溶劑，可以是被作為例子來例證的且通常用於磁性記錄載體的溶劑，如丙酮、丁酮、甲基異丁基酮、環巳酮、及其它酮類；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、及其它醇類；甲基乙酸酯、乙基乙酸酯、丁基乙酸酯、乙基乳酸酯、乙二醇乙酸酯、及其它酯類；二甲基乙醚、甘醇甲基乙醚、二氧雜環巳烷、四氫化呋喃、及其它醚類；苯、甲苯、二甲苯、及其它芳香烴；氯代甲烷、氯代乙烷、四氯化碳、三氯甲烷、二氯化苯、及其它滷化烴。這些溶劑中任何一種既可以單獨使用也可以與其他溶劑結合使用。
當在配製塗料時，如果需要，可以進行揉合處理(kneeding)。為了進行這種揉合處理，可以用下述未作說明的揉合裝置進行處理雙滾筒磨床(two-roolmill)、三滾筒磨床(three-rool mill)、開口揉合機(open kneeder)、連續的雙軸揉合機(continous two-shaft kneeder)、增壓揉合機等等。由於要為每一千克的粉末提供0.05-0.5千瓦的功率，所以應特別優先選用增壓揉合機、開口揉合機(open kneeder)、連續的雙軸揉合機(continous two-shaftkneeder)、雙滾筒磨床(two-rool mill)、三滾筒磨床(three-rool mill)。
並且，在揉合步驟中，可以加入分散劑。作為分散劑，可以是被作為例子來例證的矽烷耦合劑，加入的分散劑的重量最好是石墨或碳黑重量的0.5-5％。
再者，為了提高載體的使用壽命，可以加入一種常用於這種磁性記錄載體的潤滑劑。象這種潤滑劑，可以用脂肪酸、脂肪酸酯或類似物的其中一種或幾種合併使用。脂肪酸可以是一基酸(one-base acid)、二基酸(two-base acid)，其碳原子的個數可以是6-30個，最好為12-22個。當脂肪酸與脂肪酸酯混合使用時，脂肪酸與脂肪酸酯重量混合比為10∶90到90∶10之間。可以用已知的潤滑劑和脂肪酸與脂肪酸酯一起作為潤滑劑。作為被一起使用的潤滑劑，可以是被作為例子來例證的溶劑，如矽烷油、氟化碳、脂肪酸酯醯胺、氧化烯烴、等等。
另外，聚異氰酸酯及其類似物可以作為硬化劑。聚異氰酸酯可以是象大量的TDI與活性氫的化合物、大量的HMDI與活性氫的化合物吸類似物。這些聚異氰酸酯的平均分子量最好在100-3,000範圍內。
在另一方面，中間平面層3形成於前述的下部導電電層2之上，且含有作為主要成分的非磁性粉末和粘合劑。這種中間平面層通過塗布一種由這些非磁性粉末和粘合劑分散到溶劑中配製而成的中間平面層塗料形成。
在此，非磁性粉末可以是任何能使形成於中間平面層3上的上部磁性層平直的材料。比如有α-Fe2O3、TiO2、α-FeOOH。當用α-Fe2O3時，最好用長軸長等於或小於0.2μm的針狀α-Fe2O3。這種針狀α-Fe2O3與其它非磁性粉末相比具有極好的分散性，並可提高中間平面層表面平面度，這樣又可以使形成於中間平面層3上的上部磁性層4平直。更進一步而言，若長軸長等於或小於0.2μm，中間平面層3與上部磁性層就會有一更平直的表面。既然這樣，非磁性粉末的長軸與短軸之比在2-20之間，在5-15之間則更好。較好的特殊表面為10-250m2/g，20-150m2/g更好一些，若在30-100m2/g則最佳並且，除了含有前述的非磁性粉末外，中間平面層3還可以含有預定量的無機顏料以便提高使用壽命。無機顏料可以是α-Al2O3。通過向中間平面層3加入無機顏料，可能會在上部磁性層的形成於中間平面層3上的表面形成凸起，這會導致磁性載體的使用壽命延長。
在中間平面層3中，可以將前述用於下部導電層的粘合劑和溶劑用作粘合劑和溶劑。中間平面層的粘合劑的混合比例相對於100個重量單位的非磁性粉末可以是5-150個重量單位，最好為10-120個重量單位。
當在配製中間平面層塗料時，若需要，可以進行揉合(kneeding)。對於揉合工藝，可以用任何一種在前面的下部導電層的說明中作為例子提到的揉合裝置。至於分散劑，可以用在前面的下部導電層2的說明中作為例子提到的分散劑。
此外，為了提高磁性載體的使用壽命，中間平面層3可以含有任何常用於這種磁性記錄載體的潤滑劑，因此，可以用任何在前面的下部導電層2的說明中作為例子提到的潤滑劑。
在另一方面，上部磁性層4形成於中間平面層3上，並含有作為主要成分的鐵磁性粉末和粘合劑。這種上部磁性層4通過塗布一種由這些鐵磁性粉末和粘合劑分散到溶劑中配製而成的上部磁性層4塗料形成。
在此，作為鐵磁性粉末，被作為例子來例證的有γ-Fe2O3、含鈷的γ-Fe2O3、附著鈷的γ-Fe2O3、CrO2和象磁鐵礦石如Fe3O4、含鈷的Fe3O4和附著鈷的Fe3O4一樣的鐵氧體。並且作為鐵磁性粉末，也可以是金屬磁性粉末。作為金屬磁性粉末，除了象鐵粉和鈷粉一樣的金屬粉末外，也可以用象Fe-Al、Fe-Al-Ni、Fe-Al-Zn、Fe-Al-Co、Fe-AlCa、Fe-Ni、Fe-Ni-Al、Fe-Ni-Co、Fe-Ni-Si-Al-Mn、Fe-Ni-Si-Al-Zn、Fe-Al-Si、Fe-Ni-Zn、Fe-Ni-Mn、Fe-Ni-Si、Fe-Mn-Zn、Fe-Co-Ni-P、Ni-Co、和其它含有以鐵、鈷、鎳等為主要成分的合金。
在前述的粉末中，鐵磁性粉末具有極好的導電性能。至於耐腐蝕性與分散性方面，用象Fe-Al、Fe-Al-Ca、Fe-Al-Ni、Fe-Al-Zn、Fe-Al-Co、Fe-Ni-Si-Al-Zn和Fe-Ni-Si-Al-Mn合金粉末等Fe-Al合金粉末更好。
這些金屬磁性粉末可取的地方在於其平均的長軸長度等於或小於0.5μm，更好地是在0.01到0.4μm的範圍內，最好在0.01到0.3μm的範圍內；且平均的長軸長度與平均的短軸長度之比等於或小於12，最好等於或小於10。
這樣，鐵磁性粉末可以是氧化磁性粉末也可以是金屬磁性粉。無論是那種情況，飽和磁化度(6s)最好等於或大於70emu/g。若其飽和磁化強度低於70emu/g要獲得足夠的電磁變換是不可能的。此外，為實現在高密度區的記錄與再現，通過BET方式測定的特定表面最好等於或大於45m2/g。
作為粘合劑，和前述的下部導電層2與中間平面層3一樣，可以用聚氨基甲酸乙酯樹脂、聚酯樹脂、氯乙烯共聚物、及其它氯乙烯樹脂。
這些樹脂包含有一個至少有一個選於-SO3M、OSO3M、-COOM、-PO(OM』)2之中的極團(polar group)的重複單元(其中M代表氫原子或如Na、K、Li一樣的鹼金屬；M』代表氫原子或如Na、Li一樣的鹼性金屬原子或烷基團)和磺酸甜菜鹼極團。這些極團具有提高鐵磁性粉末的分散度的作用，且含量為0.1-8.0mol％，最好為0.2-6.0mol％。如果極團的含量低於0.1mol％，鐵磁性粉末的分散度就會降低。反之，如果極團的含量超過3.0mol％，上部磁性塗料就容易成膠狀。並且，樹脂的平均分子量最好在15,000到50,000之間。
需要指出的是，含有極團的氯乙烯共聚物可以通過含有羥基的象氯乙烯-乙烯醇聚合物與含有極團的氯原子一樣的的化合物兩者之間的附加反應(additionreaction)獲得。此外，聚酯樹脂可通過多基酸(multi-base acid)合成。需要指出的是，含有其它極團的聚酯樹脂也可以由已知的方法合成。聚氨酯通過多元醇與聚異氰酸酯之間的反應合成。用於該反應的多元醇通常是聚酯多元醇，通過多元醇與多基酸(multi-base acid)反應獲得。需要指出的是，若使用含有極團的聚酯醇作為原材料，可以合成含有極團的聚氨酯。
每一種既可以單獨使用也可以與其他樹脂結合使用，例如，當聚氨酯和/或聚酯用於與氯乙烯樹脂混合時，聚氨酯和/或聚酯與氯乙烯樹脂重量比可以在90∶10到10∶90之間，最好在在70∶30到30∶70之間。
再者，所用到的下列樹脂的重量是全部粘合劑的重量的50％。作為被一起使用的樹脂，可以被作為例子例示的有氯乙烯-氯乙烯醋酸酯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚醯胺樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、纖維衍生物(如硝化纖維素)、苯乙烯--丁二烯共聚物、苯酚樹脂、環氧樹脂、脲素樹脂、三聚氰胺樹脂、(蜜胺樹脂)、苯氧樹脂、矽酮樹脂、丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、各種合成橡膠樹脂及類似物，這些樹脂的平均分子量為10,000到200,000之間。
若加入的鐵磁性粉末為100個重量單位，那麼混入的前面提到的粘合劑的量可以為8-25個重量單位，最好為10-20個重量單位。
作為溶劑，可以用任何一種在前面的下部導電層2的說明中作為例子提到的溶劑。此外，當配製塗料時，可以進行在前面的下部導電層2的說明中提到的揉合工藝(kneeding)，可以用在前面的下部導電層2的說明中作為例子提到的揉合裝置。此外，可以使用分散劑，加入的分散劑的量為鐵磁性粉末重量的0.5-5％。
此外，為了提高載體的使用壽命，上部磁性載體4中可以含有一種常用於這種磁性記錄載體中的添加劑，如研磨劑和潤滑劑。
作為研磨劑，有可以作為例子來例證的α-氧化鋁、液態礬土、氧化鉻、氧化鈦、α-氧化鐵、氧化矽、碳化鎢、碳化鉬、碳化硼、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈰、氧化鎂、氮化硼、及其類似物。研磨材料的微粒的平均直徑可以在0.05-0.6μm範圍內，在0.05-0.5μm範圍內更好，在0.05-0.3μm範圍內最好。若加入的磁性粉末為100個重量單位，那麼加入的研磨劑的量可以為3-20個重量單位，更好為5-15個重量單位，最好為5-10個重量單位。
作為潤滑劑，可以用任何一種在前面的下部導電層2的說明中作為例子提到的材料。加入到上部、下部、中間層的潤滑劑的類型和數量可以不同亦可以相同。
在另一方面，當在構成下部導電層2、中間平面層3、上部磁性層4時，最好採用一種所謂的溼壓溼(wet-on-wet)的技術工藝。在該工藝中，至少在中間平面層3、上部磁性層4還是溼的時雙層塗布。在本案中，下部導電層2被事先塗在非磁性基體1上。
當在非磁性基體1上塗下部導電層2時可使用通常用於塗漆型記錄載體的塗漆裝置。塗漆裝置可以是一種擠壓塗層機、逆滾筒塗層機、照相凹版滾筒式塗層機、氣刮刀塗層裝置、刀片式塗層裝置、氣刀式塗層裝置、擠壓式塗層裝置、注入式塗層裝置、液壓上漿輥塗層裝置、單面給膠塗層裝置、投擲式塗層裝置(castcoater)、噴塗機、等等。
通過這些塗漆裝置，下部導電層2被塗在連續不斷地移動的非磁性基體1上，被塗上下部導電層2的非磁性基體1在被卷繞到卷繞架上之前立即被一臺以相同的方式安裝的乾燥器乾燥固化。當生產雙面載體如磁碟時，要在非磁性基體1的兩面都進行這種工藝步驟。
再者，若需要，下部導電層2可經受壓光處理。由壓光幾決定的整平條件，重要的是溫度、線壓力(linear pressure)、進給速度等等。更準確地說，溫度在50-140℃之間、線壓力(linear pressure)在50-1000kg/cm2之間、進給速度在20-1000米/分之間是比較好的。壓光處理會提高表面狀況，同時提高下部導電層2的導電性。
當通過溼壓溼的方法在下部導電層2上形成中間平面層3和上部磁性層4時，就會用到圖3所示的塗漆裝置。
塗漆裝置10包括卷繞滾筒12和進給滾筒13，含有下部導電層2的非磁性基體1處於兩者之間；用於將中間平面層塗料和上部磁性層塗料塗到從進給滾筒13拉出的非磁性基體1上的塗層裝置14；用來確定上部磁性層4磁化方向的定向磁體15；用於乾燥塗料的乾燥器16；及用來進行壓光處理的壓光裝置17。
也就是說，在此塗漆裝置10中，已具有下部導電層2的非磁性基體1是從滾筒13向卷繞滾筒12進給，並且沿著進給方向，按次序依次是塗層裝置14、定向磁體15、乾燥器16、壓光裝置17。
在此塗漆裝置10中，首先，塗層裝置14將中間平面層塗料和上部磁性層塗料塗到非磁性基體1上的下部導電層2的表面上。如圖4所示，該塗層裝置14包括用於塗布中間平面層塗料的擠壓塗層機18和用於塗布上部磁性層塗料的擠壓塗層機19。而且，在該塗層裝置14中，第二擠壓塗層機19位於非磁性基體1的輸出一側，第一擠壓塗層機18位於非磁性基體1的輸入一側。
第一擠壓塗層機18與第二擠壓塗層機19分別在末端有擠出狹縫20和21，且在這些狹縫的後面，分別有塗料供給口22和23。在第一擠壓塗層機18與第二擠壓塗層機19中，塗料進口22和23用來提供中間平面層塗料和上部磁性層塗料塗，這兩種塗料通過狹縫20和21被擠壓到塗層機的端部。
將要被塗上塗料的非磁性基體1沿著圖4中的由第一擠壓塗層機18的末端指向第二擠壓塗層機19末端的箭頭D表示的方向移動。
當非磁性基體1經過第一擠壓塗層機18時，從狹縫20中擠出的中間平面層塗料塗到下部導電層2上從而形成中間平面層3。此後，當非磁性基體1經過第二擠壓塗層機19時，從狹縫21中擠出的上部磁性層塗料塗到還未乾的中間平面層3上從而形成上部磁性層4。
需要指出的是，第一擠壓塗層機18與第二擠壓塗層機19可以通過一臺協調的(in-line)攪拌機(mixer)供應塗料。
隨後，具有中間平面層3與上部磁性層4的非磁性基體1依次通過定向磁體15、乾燥器16、壓光裝置17。
定向磁體15確定上部磁性層4磁場方向，需要指出的是，作為定向磁體15可能用縱向定向磁體或垂直定向磁體，若生產的是磁碟，則為任一方向的磁體。這些定向磁體15可根據包含在上部磁性層4中的磁性粉末的類型進行選擇。一般而言，定向磁體的磁場強度為20-10,000高斯，但這不適用於任意方向的情況。
在乾燥器16中，中間平面層3與上部磁性層4被乾燥器16頂部和底部的管口排出的熱空氣烘乾。在此，乾燥條件如下溫度在30-120℃之間，乾燥時間約為0.1-10分鐘。
通過乾燥器16後，非磁性基體1被引進到壓光裝置17中，在那裡進行表面壓平和壓光處理。在該平面的平滑處理中，溫度、線壓力(linear pressure)、進給速度是重要的因素。也就是說，作為表面壓平和壓光處理的條件，溫度在50-140℃之間、線壓力(linear pressure)在50-1000kg/cm2之間、進給速度在20-1000米/分鐘之間是比較好的。如果這些條件不能滿足，上部磁性層4的表面狀況可能會變壞。
需要指出的是，在塗漆裝置10中，中間平面層塗料和上部磁性層塗料分別由不同的塗層機塗布，但本發明並不僅限於這一種類型。也就是說，如圖5所示，第一擠壓塗層機18與第二擠壓塗層機19可以可以製作成一個整體型的塗層裝置27。
此外，在前述的塗漆裝置10中，塗層裝置14、27依次塗布中間平面層塗料和上部磁性層塗料，但是塗層裝置也可以是一種能同時塗布塗布中間平面層塗料和上部磁性層塗料的類型。也就是說，如圖6所示，可以使用包含有擠壓塗層機28的塗層裝置29，擠壓塗層機28內有兩個彼此相鄰的狹縫，從而能同時塗布中間平面層塗料和上部磁性層塗料塗。
在塗層裝置29中，在擠壓塗層機28末端有彼此相鄰的狹縫30與31。在狹縫30與31的後面，分別有第一塗料口33和第二塗料口34。
在塗層裝置29中，供給到第一塗料口32的中間平面層塗料通過狹縫30塗到下部導電層2上，從而形成中間平面層3。供給到第二塗料口33的上部磁性層塗料塗幾乎同時通過狹縫31塗到還處於潮溼狀態的中間平面層3上，從而形成上部磁性層4。
在前述的塗層裝置14、27、29中，擠壓塗層機可由逆滾筒塗層機、照相凹版滾筒式塗層機、氣刮刀塗層裝置、刀片式塗層裝置、氣刀式塗層裝置、擠壓式塗層裝置、注入式塗層裝置、液壓上漿輥塗層裝置、單面給膠塗層裝置、投擲式塗層裝置(cast coater)、噴塗機等代替。在此，中間平面層塗料和上部磁性層塗料的塗布方法既可相同也可不同。於是，可以用逆滾筒塗層機與擠壓式塗層裝置相結合或照相凹版滾筒式塗層機與擠壓式塗層裝置相結合來塗中間平面層塗料和上部磁性層塗料。
並且，在前述的塗層裝置14、27、29中，通過溼壓溼(wet-on-wet)的多層塗層方法在非磁性基體1的下部導電層2上塗布形成的中間平面層3和上部磁性層4的結構。然而，也可以通過溼壓溼(wet-on-wet)的多層塗層方法依次或同時形成包括下部導電層2在內的三個塗層。
應該說明的是，如果必要，含有下部導電層2且在其上形成有中間平面層3和上部磁性層4的磁性記錄載體可以進行上漆(varnish)處理或刮平(blade)處理。
此外，這樣製造的磁性記錄載體可以形成帶狀、膠片狀、片狀、磁卡狀、磁碟狀、磁鼓狀或其它通常用到的形狀。
如上面描述的，依照本發明製造的磁性記錄載體包括下部導電層2、中間平面層3和上部磁性層4。因此，上部磁性層4表面狀況受到中間平面層3的影響。因為該磁性記錄載體的中間平面層3沒有能形成塊狀的導電細微微粒並且表面狀況較好，結果，在這種磁性記錄載體中，上部磁性層4的表面即平直又光滑。
此外，磁性記錄載體有含有導電細微微粒的下部導電層2。因此，磁性記錄載體整體上具有能防止充電的極好導電性。並且，在磁性記錄載體中，導電細微微粒包含在下部導電層2中。即使導電細微微粒形成塊狀，他們將不會影響上部磁性層4的表面狀況。所以，在該磁性記錄載體中，可以防止由於導電微粒造成的表面狀況變壞的情況。
因而，該磁性記錄載體具有表面狀況較好的上部磁性層4，且相應地，在降低信號損失的同時也具有極好的電磁變換性能和RF包絡線(RF envelopeshape)。此外，因為下部導電層2有足夠的導電性，即使進行多層塗布時，整個磁帶的電阻也較低。能夠抑制由於因充電引起灰塵粘附造成的信號丟失和薄膜磨損，同時也能夠抑制由於因放電引起的遺失脈衝。
此外，在該磁性記錄載體中，為了使高密度區域能更進一步提高電磁變換性能，上部磁性層4的薄膜厚度等於或小於0.5mm比較好，若在0.1-0.3mm之間則更好。若上部磁性層4的薄膜厚度超過0.5mm，電磁變換性能就會降低且不足以作為數字記錄方法的載體。
實施例上部磁性層塗料的各種成分按下面給出的組成分額加入，且用連續的雙軸揉合機(continous two-shaft kneeder)和砂磨機(sand mill)進行揉合和分散從而配製成上部磁性層塗料。
上部磁性層塗料組成分額
鐵磁性細微鐵粉100個重量單位(矯頑磁力Hc2200奧斯特(Os)；BET測定的比表面50m2/g；長軸長0.1μm；針型比3；飽和磁化強度145emu/g)粘合劑含有磺酸鉀基團的氯乙烯樹脂20個重量單位α-氧化鋁 5個重量單位十四烷酸 1個重量單位硬脂酸丁酯 1個重量單位溶劑 350個重量單位(為丁酮、甲苯、環巳酮按重量比1∶1∶1混合而成的混合物)在下面所描述的實驗中，上部磁性層塗料被用來生產多層塗漆型磁性記錄載體並測定它的特性。
實施例1在例1中，中間平面層塗料的各種成分按下面給出的組成分額加入，且用連續的雙軸揉合機(continous two-shaft kneeder)和砂磨機(sandmill)進行揉合和分散從而配製成中間平面層塗料。
中間平面層塗料組成分額
α-Fe2O3100個重量單位(BET測定的比表面52.6m2/g長軸長0.15μm；針型比6.5；)粘合劑含有磺酸鉀基團的氯乙烯樹脂20個重量單位十四烷酸 1個重量單位硬脂酸丁酯1個重量單位溶劑 350個重量單位(為丁酮、甲苯、環巳酮按重量比1∶1∶1混合而成的混合物)其次，下部導電層塗料的各種成分按下面給出的組成分額加入，且用連續的雙軸揉合機(continous two-shaft kneeder)和砂磨機(sand mill)進行揉合和分散從而配製成下部導電層塗料。
下部導電層塗料組成分額
碳黑 50個重量單位(平均微粒直徑17nm；DBP吸油率75ml/100g)硝化纖維 25個重量單位聚氨基甲酸乙酯樹脂25個重量單位溶劑 900個重量單位(為丁酮、甲苯、環巳酮按重量比1∶1∶1混合而成的混合物)在這樣配製的下部導電層塗料中加入5個重量單位的聚異氰酸酯化合物。該塗料塗到厚度為70μm的聚對苯二甲酸乙酯基體的兩側，然後乾燥並為了使其表面平滑而進行壓光處理從而形成厚度為0.5μm的下部導電層。接著，分別在上部磁性層塗料與中間平面層塗料中加入5個重量單位的聚異氰酸酯化合物。然後，通過溼壓溼(wet-on-wet)的塗層方法，在已經塗上下部導電層2的聚對苯二甲酸乙酯基體1的兩側，塗上中間平面層塗料和上部磁性層塗料。當塗層膜還溼著時，就進行磁場定向，然後乾燥，並為了使其表面平滑而使其經受壓光處理，從而在聚對苯二甲酸乙酯基體1兩側的下部導電層上形成厚度為1.5μm的中間平面層與厚度為0.15μm的上部磁性層。
這樣獲得的寬帶形磁性記錄載體經過衝剪加工成磁碟直徑為3.5時的盤形件。
實施例2用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用作下部導電層塗料的導電細微微粒碳黑平均微粒直徑14μm；DBP吸油率95ml/100g實施例3用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用於下部導電層塗料中的導電細微微粒的碳黑平均微粒直徑35μm；DBP吸油率360ml/100g。
實施例4用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用於中間平面層塗料中的非磁性粉末是針形的α-Fe2O3，其BET測定的比表面為54.5m2/g；長軸長為0.11μm；針型比為6.1。
實施例5用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用於中間平面層塗料中的非磁性粉末是針形的α-Fe2O3，其BET測定的比表面為54.1m2/g；長軸長為0.12μm；針型比為5.0.
實施例6用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是，用於中間平面層塗料中的非磁性粉末是TaO2，其BET測定的比表面為113.6m2/g；長軸長為0.13μm；針型比為6.5。
實施例7用與例6相同的方法生產的磁碟，不同的是用於中間平面層塗料中的主要顏料是α-FeOOH，其BET測定的比表面為93.0m2/g；長軸長為0.15μm。
實施例8用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用於中間平面層塗料中的非磁性粉末是α-Fe2O3，其BET測定的比表面為52.6m2/g；長軸長為0.15μm；針型比為6.5。並在其中加入10個重量單位的α-Al2O3，其BET測定的比表面為6.5m2/g；平均微粒直徑為0.4μm。
實施例9用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用於中間平面層塗料中的非磁性粉末是α-Fe2O3，其BET測定的比表面為52.6m2/g；長軸長為0.15μm；針型比為6.5。並在其中加入2個重量單位的碳黑，其DBP吸油率為36ml/100g；平均微粒直徑0.4μm。
實施例10用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用於中間平面層塗料中的非磁性粉末是針形的α-Fe2O3，其BET測定的比表面為46.1m2/g；長軸長為0.23μm；針型比為7.6。
實施例11用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是用於中間平面層塗料中的非磁性粉末是針形的α-Fe2O3，其BET測定的比表面為48.6m2/g；平均微粒直徑為0.03μm。
實施例12用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是中間平面層塗料中的組成分額如下。
中間平面層塗料組成分額
TiO2100個重量單位(BET測定的比表面113.6m2/g；長軸直徑0.13μm；針型比6.5)粘合劑含有磺酸鉀基團的氯乙烯樹脂20個重量單位十四烷酸 1個重量單位硬脂酸丁酯 1個重量單位溶劑 350個重量單位(為丁酮、甲苯、環巳酮按重量比1∶1∶1混合而成的混合物)
實施例13用與例12相同的方法生產的磁碟，不同的是用作主要顏料的TiO2以α-FeOOH代替，其BET測定的比表面為93.0m2/g；長軸直徑為0.15μm。
實施例14用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是中間平面層塗料中的組成分額如下。
中間平面層塗料組成分額
α-Fe2O3100個重量單位(BET測定的比表面52.6m2/g長軸直徑0.15μm；針型比6.5)α-Al2O310個重量單位(BET測定的比表面為6.5m2/g；平均微粒直徑為0.4μm)粘合劑含有磺酸鉀基團的氯乙烯樹脂 20個重量單位十四烷酸1個重量單位硬脂酸丁酯 1個重量單位溶劑 350個重量單位(為丁酮、甲苯、環巳酮按重量比1∶1∶1混合而成的混合物)實施例15用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是中間非磁性層塗料中的組成分額如下。
中間非磁性層塗料組成分額
α-Fe2O3100個重量單位(BET測定的比表面52.6m2/g；長軸直徑0.15μm；針型比6.5)碳黑 2個重量單位(DBP吸油率36ml/100g；平均微粒直徑0.3μm)粘合劑含有磺酸鉀基團的氯乙烯樹脂20個重量單位十四烷酸 1個重量單位硬脂酸丁酯 1個重量單位溶劑 350個重量單位(為丁酮、甲苯、環巳酮按重量比1∶1∶1混合而成的混合物)對比實施例1
用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是分別在用與例1相同的方法配製的上部磁性層塗料與中間平面層塗料中加入5個重量單位的聚異氰酸酯化合物；通過多層塗層方法，這些塗料被塗在厚度為70μm的聚對苯二甲酸乙酯基體的兩側；當塗層膜還溼著時，就進行磁場定向；在被乾燥後，為了使其表面平滑而使其經受壓光處理，從而在聚對苯二甲酸乙酯基體1兩側的下部導電層上形成厚度為1.5mm的中間平面層與厚度為0.15mm的上部磁性層。
也就是說，在對比例1中，製作的是沒有下部導電層的磁碟。
對比實施例2用與例1相同的方法生產的磁碟，不同的是在聚對苯二甲酸乙酯基體的兩側塗上中間平面層塗料形成中間平面層，並通過多層塗層方法，在中間平面層上塗上下部導電層塗料與上部磁性層塗料。
也就是說，在對比例2中，製作的是下部導電層與中間平面層彼此交換了位置的磁碟。
對比實施例3下部導電層塗料的各種成分按下面給出的組成分額加入，且用連續的雙軸揉合機(continous two-shaft kneeder)和砂磨機(sand mill)進行揉合和分散從而配製成下部導電層塗料。
下部導電層塗料組成分額
α-Fe2O3100個重量單位(BET測定的比表面52.6m2/g；長軸長0.15μm；針型比6.5)石墨10個重量單位(平均微粒直徑35nm；DBP吸油率360ml/100g)粘合劑含有磺酸鉀基團的氯乙烯樹脂 20個重量單位十四烷酸 1個重量單位硬脂酸丁酯 1個重量單位溶劑 400個重量單位(為丁酮、甲苯、環巳酮按重量比1∶1∶1混合而成的混合物)分別在這樣配製的下部導電層塗料與用例1中的方法配製的上部磁性層塗料的每一種中分別加入5個重量單位的聚異氰酸酯化合物。通過溼壓溼(wet-on-wet)多層塗層方法，下部導電層塗料與上部磁性層塗料被塗在厚度為70μm的聚對苯二甲酸乙酯基體的兩側，塗完後就進行磁場定向，然後乾燥，並為了使其表面平滑而使其經受壓光處理，從而在聚對苯二甲酸乙酯基體1兩側形成厚度為1.5μm的下部導電層與厚度為0.15μm的上部磁性層。這樣獲得的寬帶形磁性記錄載體經過衝剪加工成磁碟直徑為3.5寸的盤形件。也就是說，在對比例3中，製作的磁碟具有上部磁性層和含有針形α-Fe2O3與石墨導電微粒的下部導電層。
性能測定實驗對在例1-15與對比例1-3中製作的磁碟在以下幾個方面進行檢測表面平面度、表面粗糙度Ra、電礠變換性能、射頻包絡線(RF envelope)、信號丟失量、表面電阻。檢測如下(1)表面平面度磁帶表面的每一部分都通過用光差幹涉型顯微鏡進行觀測。被側定為極為平直的表面用圓圈(○)標記，被側定為輕微相糙的表面用三角形(△)標記，被側定為極為粗糙的表面用十字形(×)標記。
(2)表面粗糙度Ra(nm)用JIS B0601來說明的中心線平均粗糙度Ra，通過用泰勒·霍博森(TaylorHobson)製造的Taary step粗糙度測試計被測出後，用來描述表面粗糙度Ra。測量條件如下探針2.5×0.1μm；針壓2mg；截止濾波器的頻率0.3Hz；測量速度2.5μm/s；參考的基準長度0.5mm。需要指出的是，在得到的粗糙度曲線中，凸出和凹陷等於或大於0.01μm的要去掉。
(3)電磁變換性能(射頻輸出)將軟磁碟驅動器(索尼公司生產的商品名稱為MPF-42B的驅動器)改成磁碟旋轉速度為3600rpm的驅動器，並且使用0.2μm的薄膜型探針以便在樣品磁碟的最外周運行。為了測評而測量出的產生於磁頭的輸出量為35MHz。假定0dB是一個從例1的磁碟中獲得的數值，將測得的數據記錄下來作為進行比較的相對值。
(4)射頻包絡線(RF envelope)將每一個磁碟放在用於測試電磁變換性能的軟盤驅動器上旋轉，並用顯示在示波器上的最終的射頻包絡線(RF envelope)來決定最大值和最小值，從而獲得最大值和最小值兩者間的比值。
(5)信號丟失的數量對於每一個磁碟，信號丟失的數量通過對每分鐘發現的-12dB/5μs的輸出降低的次數計數得到。
(6)表面電阻將一對電極放置在每一個磁碟的兩側，並在這兩個電極間加上一定的電壓從而測出經過磁碟的電流，並將測得的數值轉換成電阻。
表1顯示了前面提到的測量結果
正如表1中所示，例1-15的每一個磁碟都有兩個非磁性層，如含有碳黑和石墨的下部導電層及含有非磁性粉末如α-Fe2O3的中間平面層，這些磁碟都展示了極好的表面狀況及電磁變換特性與射頻包絡線(RF envelope)，同時充分地抑制了信息丟失並降低了電阻。
相反，對比實施例1中的不具有含有碳黑和石墨的下部導電層的磁碟和只有一個含有非磁性粉末(如長軸長度等於或小於0.2μm的針形的α-Fe2O3)非磁性層的磁碟在表面狀況及電磁變換特性與射頻包絡線(RF envelope)方面都沒有什麼問題，但是，顯示出極高的電阻，這導致磁碟充電，接著充電產生灰塵的吸附，增加信號丟失的數量。此外，頻繁地放電會產生遺失脈衝。
因此，在磁性記錄載體中，為了降低電阻，加入一個下部導電層是有必要的。此外，這兒的下部導電層需要降低磁性記錄載體的電阻，可以用除碳黑和石墨之外的導電細微微粒。
再者，對比實施例2中的磁碟具有一個形成於非磁性基體之上的含有長軸長度等於或小於0.2μm的針形的α-Fe2O3非磁性粉末非磁性層和一個形成於其上的含有碳黑的上部塗層。這種磁碟具有一個導電層並顯示了磁碟足夠低的電阻，但是該導電層的表面狀況較差，這種較差的表面狀況接著又使形成於該上部塗層上的上部磁性層的表面狀況變差，所有這些又反過來既影響電磁變換性能和射頻包絡線(RF envelope)又影響信號丟失。因而，在磁性記錄載體中，進一步地在下部導電層和上部磁性層之間提供一個平面層是必要的。
再者，對比實施例3中的磁碟有一個含有長軸長度等於或小於0.2μm的針形的α-Fe2O3和石墨的非磁性層和形成於該非磁性層上的上部磁性層，這種磁碟由於有含有石墨的非磁性層，所以顯示出較低的電阻。然而，非磁性層的表面狀況不足夠平，相應地，磁性層的表面狀況也會變差，所有這些又反過來既影響電磁變換性能和射頻包絡線(RF envelope)又影響信號丟失。因而，在本發明中，有必要將對磁性載體的導電性起作用的塗層與對最上部的塗層的平直與光潔起作用的塗層清楚地分開，並提供兩個非磁性層即下部導電層和中間平面層。
更進一步而言，若將實施例1-9與實施例10、11相比較，包含於中間平面層的α-Fe2O3最好為長軸長度等於或小於0.2μm的針形是能夠理解的。在實施例10、11中的磁碟中，中間平面層可能不會足夠的平直和光滑，這接著又可能影響最上部塗層的表面狀況。所以，在本發明中，包含於中間平面層的α-Fe2O3最好為長軸長度等於或小於0.2μm的針形微粒。
從前面提到的清楚地顯示，在按照本發明生產的磁性記錄載體中，下部導電層含有導電微粒，中間平面層含有非磁性粉末。因此，能夠從整體上獲得極好的表面狀況和極好的導電性。從而，磁性記錄載體在高密度的記錄區也就有較好的電磁變換性能和可靠性。
權利要求
1.一種磁性記錄載體，包括一個含有導電微粒和粘合劑的下部導電層，該下部導電層形成於非磁性基體上；一個含有非磁性生粉末和粘合劑的中間平面層，該中間平面層形成於下部導電層上；和一個含有鐵磁性粉末和粘合劑的上部磁性層，該上部磁性層形成於中間平面層上。
2.如權利要求1所述的一種磁性記錄載體，其特徵在於所述的下部導電層和所述的中間平面層是非磁性的。
3.如權利要求1所述的一種磁性記錄載體，其特徵在於所述的下部導電層含有作為導電微粒的碳黑和/或石墨。
4.如權利要求1所述的一種磁性記錄載體，其特徵在於所述的中間平面層含有作為非磁性粉末的針形α-Fe2O3。
5.如權利要求4所述的一種磁性記錄載體，其特徵在於所述的針形α-Fe2O3的長軸長度等於或小於0.2μm。
6.如權利要求1所述的一種磁性記錄載體，其特徵在於所述的上部磁性層的厚度等於或小於0.5μm。
7.如權利要求1所述的一種磁性記錄載體，其特徵在於，當所述中間平面層和所述上部磁性層是溼狀態時侯通過多層塗布的方式被塗布。
全文摘要
本發明提供了一種既有較好表面狀況和極好電磁變換性能又有極好導電性的磁性記錄載體。按照本發明生產的磁性記錄載體包含一個形成於非磁性基體1上的含導電微粒和粘合劑的下部導電層2;一個形成於下部導電層2上含非磁性粉末和粘合劑的中間平面層3;和一個形成於中間平面層3上含鐵磁性粉末和粘合劑的上部磁性層4。
文檔編號G11B5/62GK1221172SQ9812462
公開日1999年6月30日 申請日期1998年9月10日 優先權日1997年9月11日
發明者工藤孝夫 申請人:索尼公司