CN1139260A - 磁记录介质的涂覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产磁记录介质、同时在生产时使介质上的静电荷最小的方法，包括在移动的薄片坯材的表面上施加液体材料以形成连续的湿涂层，和用有两个主表面的挠性刮刀平整湿涂层。挠性平整刮刀片包括一个导电层，它处于这样的位置；一个主表面的部分能与湿涂层接触以便持续去除涂覆薄片坯材上的静电荷。

Description

磁记录介质的涂覆方法
本发明涉及制备磁记录介质的方法，更具体地涉及平整在介质上的湿涂层，同时也从介质上去除静电荷的方法。
磁记录介质，如12.7mmVHS录像带，的制造方法典型地包括用基于溶剂的材料涂覆移动的薄片坯材。在涂覆中，薄片坯材与诸如辊的各种高速加工设备接触。由于薄片坯材一般是诸如聚酯的绝缘材料，该接触会在薄片坯材上产生静电荷(即，静电)。若不去除，积聚的电荷会引起各种不需要的结果，包括吸引外界物质以致弄脏介质表面。。被这样污染的介质会引起数据失落和磁头-磁带间间隔损耗(head-to-tape spacing loss)空间的失落，从而使介质的数据转录质量下降。另外，若电荷的积聚超过了周围空气的击穿电势就会有火花放出，这会点燃涂覆区域中富含溶剂的氛围。
为了减少这类放电和相关的着火危险，需用诸如感应(inductiueneedle bars)棒、电能棒(electrically powesed bars)和核电离棒(nu-cleas ioniging bars)等设备从移动的薄片坯材上至少除去部分电荷。由于为了提高效率，磁介质的涂覆速度不断增大，可预计：会产生更多的静电，且只有更少的时间用这些已知的设备去除电荷。
目前人们试图用抗静电剂来解决静电荷积累的问题。抗静电剂是能将电荷转运离开不需电荷的区域的导电材料。例如，诸如碳黑的抗静电剂可被包含于磁性或非磁性的涂覆在磁记录介质上的分散内物、它可转运和包装时减少碎屑在介质上积累。这类减少介质静电荷的作用仅在涂覆的分散物干燥时有效。
用诸如轮转凹版印刷术的方法在磁记录介质上涂覆分散物的方法包括，如美国专利4,870,920所述，使诸如桨片或棒的整平设备与湿涂层接触以便在干燥前除去图案和凹陷。
本发明提供了生产磁记录介质、同时在生产时使介质上的静电荷尽可能减少的方法，包括下列步骤：
a)在移动的薄片坯材的表面上施加液体材料以形成连续的湿涂层；和
b)用有两个主表面的挠性刮刀平整湿涂层，挠性平整刮刀包括一个导电层，它处于这样的位置：一个主表面的部分能与湿涂层接触以便持续去除涂覆后薄片坯材上的静电荷。在本发明方法的一个技术方案中，挠性平整刮刀包括有两个主表面的基片，导电层在至少一个主表面上。在较好的技术方案中导电层包括导电材料和聚合物粘合剂。在特别好的技术方案中，导电材料包括延长细丝状的氧化钒，细丝状颗粒的长度至少为1.0微米。
这里所用的“湿涂层”表示含任意地分散在溶剂中的一种或多种组份的液体材料的均匀薄层。“挠性”表示根据本发明的方法平整刮刀在与移动的薄片坯材上的湿涂层接触时能平滑地弯曲。无适当挠性的平整刮刀会保持刚直或在弯曲时急剧屈折。“去除”表示足量的静电荷从湿涂层的表面上除去，结果用诸如709型静电计(3M)的静电监测仪在接近平整刮刀与湿涂层接触区域后的位置测量时，表面的电压基本为零。“平整”表示从湿涂层上除去图案和凹陷，结果用透射光肉眼观测时涂层表面均匀。“细丝状颗粒”表示长轴(长度)比短轴(宽度)长的针状颗粒。延长的细丝状颗粒的“纵横比”指长度：宽度，或长轴：短轴的比率。“氧化钒”表示单一或混合价的氧化钒，其中钒离子的形式氧化状态为+4和+5；在本领域中，这一般指V2O5。在80℃下老化几小时或在室温下老化数天后的胶状分散物中，氧化钒为细丝状颗粒，它的宽度范围为0.02-0.08微米，长度可达4微米。“磺化的聚合物”表示包括至少一个含-SO3H基团盐的单元，较好的为碱金属。
将足量的电导材料，较好的是氧化钒掺入挠性平整刮刀的导电层，有助于从移动薄片坯材去除静电荷，从而减少了薄片坯材吸引灰未和碎屑的倾向，以及涂覆区域产生火花和着火的机会。本发明平整刮刀的有效性不依赖于环境氛围的相对湿度。
图1是本发明制备磁记录介质方法的流程图。
图2是本发明中安装的挠性平整刮刀。
现参照图1，说明本发明的方法如下：
薄片坯材10移过涂覆装置12，在此液体涂覆材料被施加于移动薄片坯材的一个表面形成薄片坯材湿涂层14。可由该技术领域的人员选择涂覆方法用基于溶剂的涂覆材料给出薄而均匀的涂层。适用于本发明的方法是诸如轮转凹版涂覆术、模头涂覆和帘涂覆的方法。这些方法中的部分方法会在涂覆薄片坯材上产生图案。涂覆的薄片坯材在湿涂层被平整装置20平整前移过支承辊16和18。涂覆的薄片坯材然后通过支承辊19。支承辊的数量和位置可根据所用的涂覆方法而定。在涂覆的薄片坯材上的静电荷可在涂层仍为湿时用，例如依次处于支承辊19前和后的静电计21和23测定。薄片坯材然后用该技术领域已知的方法进行干燥、进一步涂覆、切成长条和转运的步骤。
在图2中显示得更详细的平整装置20包括用刀夹24固定的挠性平整刮刀22。刀夹24可为能使挠性平整刮刀22固定放置的任何装置。也由刀夹固定的衬刀26从刀夹延伸至离湿涂层24表面上3.18cm距离处。有两个主表面的挠性刮刀平滑地沿着衬刀26延伸，弯曲或屈折。湿涂层与挠性平整刮刀的一个主表面部分接触，其接触长度由30表示。湿涂层在薄片坯材10上，该薄片坯材沿所示的方向以控制的线速度行进。挠性平整刮刀在薄片坯材行进方向上接触长度较好的为约3-8厘米。较好的是，在湿涂层与挠性平整刮刀的接触线(未显示)处保持有过量涂覆材料形成的辗压料堆34(用放大的尺寸表示)。因挠性平整刮刀被移动的薄片坯材的摩擦力拉拽着，衬刀给挠性平整刮刀提供支承，使挠性平整刮刀保持在接触线的位置上。衬刀可由任何耐溶剂和耐腐蚀的足够厚和刚性的材料制成。衬刀合适材料的一个例子是黄铜。
挠性平整刮刀包括用以从湿涂层上去除静电荷的导电层。在本发明的一个技术方案中，挠性平整刮刀22包括有两个主表面的基片，且导电层在至少存在于一个主表面上。当挠性平整刮刀片仅在基片的一个主表面上有导电层时，导电层较好地在与湿涂层接触的一个主表面上，如图2所示。另一个稍差的方案是，导电层可放置在背离湿涂层的主表面上。
基片可为任何导电或非导电材料，它们在使用时有足够的弹性形成平滑的曲率半径，并有足够的强度耐受由薄片坯材高线速移动时作用于它的力。切割时，基片必需形成没有诸如毛口和槽口的缺陷的清洁边缘。合适的基片例子包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯；共聚酯；聚酰胺；聚亚酰胺；聚环氧化物；聚碳酸酯；诸如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯和聚乙烯的聚烯烃；聚(乙酸乙烯酯)；诸如聚甲基丙烯酸甲酯的聚丙烯酸酯；和纤维素。
本发明的导电层较好的是包含导电材料和聚合物粘合剂。导电材料使挠性平整刮刀能够连续地去除被平整的已涂覆坯料上的静电荷。导电层最好是连续的，充分延伸至基片的各边缘。
在本发明特别好的技术方案中，导电层包括氧化钒。存在的氧化钒颗粒较好的为针状或细丝状，而不是球状或粒状。据信这些颗粒均匀地分布于导电层内形成电导颗粒网，其中颗粒作物理接触。该颗粒一颗粒的接触或连接性据信形成了给本发明导电层提供优良静电荷去除特性的导电途径。颗粒较好地至少为约1.0微米长。颗粒的纵横比(长度，即长轴与宽度，即短轴的比率)一般在约4-200范围里。较长的颗粒更好，因这在颗粒网中需要更少的颗粒给出连接性。但长于约4微米长度的颗粒更难于形成胶态分散体，对于处理和涂覆更不稳定。
氧化钒可为胶态分散体，或为干燥颗粒。这里所用的“胶态氧化钒”表示单价或混合价的氧化钒的胶态分散体，其中钒离子氧化态典型的为+4和+5。这里所用的术语“溶胶”、“胶态分散液”和“胶态溶液”是可互变的。它们都是指细分颗粒在连续液体介质中均匀的混悬液。
本发明中较好为使用氧化钒的胶态分散液，以提供为高分散形式氧化钒的本发明的氧化钒的胶态分散液含有至少有效量的钒。钒的“有效量”表示胶态分散液含有的氧化钒形式中的钒的量适合制成能去除静电荷的本发明挠性平整刮刀。分散的氧化钒显示出在本发明导电层制备中所需的形态、粒径和分散性质。可用相容剂帮助保持这些分散液的稳定性。
氧化钒胶态分散液的有效性用导电层中钒的有效表面浓度[V]eff表示。有效的表面浓度用使本发明挠性平整刮刀具有有效的去除静电荷能力所需的每单位表面积的钒量表示，单位为mg/m2。一般来说，具有低的[V]eff的涂层更透明和均匀，对基片的粘附更强。
可用许多方法，包括使钒酸盐酸化、使过氧化氢与五氧化二钒反应、使诸如钒的卤化物和羧酸盐的钒化合物水解、使无定形五氧化钒溶于水和如美国专利4,203,769所述的将熔融的五氧化二钒浇法在水中等方法制得氧化钒胶态分散液。
生产氧化钒胶态分散液的较好方法是使烃氧基氧钒(Vanadiumoxoal/eoxides)水解。在适当的条件下，使烃氧基氧钒盐水解制得氧化钒胶态分散液的特征在于：高纵横比的胶态颗粒(用场发射扫描电子显微镜在最终涂覆状态中观察到)；和分散良好的无不可接受的聚集和成团的颗粒。美国专利5,407,603揭示了用该方法制得的氧化钒。
在上述方法中，在水解反应开始时使摩尔过量的水与烃氧基氧钒反应。“摩尔过量”表示相对于氧化钒存在足量的水从而水与钒连接的烃氧基配位体的摩尔比大于1∶1。接着使水解产物进行缩合反应形成同时含+4和+5氧化态离子的混合价的氧化钒胶态分散液。虽然产品通常称作是五氧化二钒(V2O5)，但它的分子式用V2O4.67表示更为准确。与将水加入到烃氧基氧钒中相比，该方法较好地是将烃氧基氧钒盐加入水中。当水解反应放热时，以控制的速度，在搅拌下加入烃氧基氧钒盐使反应混合物的温度不会大大超过室温。反应混合物的温度可通过将反应烧瓶放在恒温浴中，如冰浴中得到进一步的控制。
较好的是使用去离子水(即，除去大部分Ca+2和Mg+2的水)。去离子水较好的含有少于约50ppm，更好的少于5ppm的这些多价阳离子。最好的是，去离子水含有的阳离子总量，包括多价阳离子和诸如Na+的单价阳离子，少于50ppm。
本发明方法中所用的水的pH在5-9的范围里，这足以使胶态分散液的pH在约1.5-8的范围里。若胶态分散液的pH小于1.5，会大大地影响分散性质，结果分散物形成了不合适的导电层。若胶态分散液的pH大于8，分散液趋于积聚。
只要在水解和接着的烃氧基氧钒的缩合反应中使用过量的水，也可用与水相混溶的有机溶剂。即，在特定的情况下，可将烃氧基氧钒加入水和与水相混溶的有机溶剂的混合物中。这类有机溶剂包括醇类、低分子量酮类、二噁烷和具有高介电常数的溶剂，如乙腈、二甲基甲酰胺、二甲亚砜和它们的混合物。较好的有机溶剂是丙酮或诸如i-BuOH，i-PrOH，n-PrOH，n-BuOH和t-BuOH的醇类。
使用足量的水，结果形成含约0.05％-3.5％(重量)钒的胶态分散液。较好的是，在加入含钒物形成的胶态分散液中含有约0.6-1.7％(重量)的钒。这里，这些重量百分数按用来制备分散液的原料中的钒量来计算，并基于分散液的总重量。钒浓度大于约3.5％的胶态分散液有不良的分散性质，即，它们分散不良，并趋于凝胶化。
在较好的水解方法中用作前体的烃氧基氧钒是每个钒原子带有一个氧配位体(＝O)和至少一个烃氧基配位体(-OR)的钒配合物。它们可包括不是氧和烃氧基的配位体，如羧酸盐、硫化物、硒化物、β-二酮酸盐、卤化物、诸如-SCN-和CN-的拟卤化物。本发明中使用的烃氧基氧钒的结构式为VO(OR)3，即，三烃氧基氧钒，其中R是取代或未取代的脂族、芳族、杂环或芳烷基基团。这里，“取代的”R基团表示一个或多个氢原子被对水解不反应并不干扰胶态分散体的形成的官能团所取代。较好的是每个R各自选自C1－10烷基、C1－10链烯基、C1－10炔基、C1－18芳基、C1－18芳烷基或它们的混合物，它们可为取代的或未取代的。若这些基团是取代的，它们较好的用诸如卤化物、氢氧化物、硫醇、羰基的官能团或它们的混合物取代。更好的是，每个R各自为未取代的C1－6烷基。“每个R各自为”表示在式VO(OR)3中的各个R基团不要求都相同。
在本发明的说明书中，术语“脂族”表示饱和或不饱和的线型、支链或环烃基团。该术语包括烷基、诸如乙烯基的链烯基和炔基。术语“烷基”表示饱和的直链或支链的烃基团。术语“链烯基”表示含至少一个碳-碳双键的直链或支链的烃基。术语“炔基”表示含至少一个碳-碳三键的直链或支链烃基团。术语“杂环”表示在环中含碳和一个或多个诸如氮、氧或硫或它们的组合的杂原子的单核或多核环基团，如呋喃、胸腺嘧啶、乙内酰脲和噻吩。较好的是杂环基团中的任何氮原子不高于弱碱性。术语“芳基”表示单核或多核芳族烃基。术语“芳烷基”表示有单个或多个核的芳烃或杂环取代基的支链、直链或环状的烷烃基。脂族、芳基、杂环和芳烷基可为未取代的，或它们可被诸如Br、Cl、F、I、OH之类的各种取代基所取代。
在较好方法中烃氧基氧钒当场由氧化钒前体和醇制得。用该方法，烃氧基氧钒可在进行水解和接着的浓缩反应的同一个烧瓶中产生。例如，烃氧基氧钒可这样产生：使氧化钒前体，如三卤化氧钒(VOX3)(较好的是VOCl3)、Vanadium oxyacetate(VO2OAc)和它们的混合物与合适的醇，如i-BuOH、i-PrOH、n-PrOHr-BuOH和t-BuOH混和。应当明白若烃氧基氧钒由氧化钒前体和醇产生，它们可含有氧和烃氧基配位体之外的配位体。例如，vanadium oxy-acetate(VO2OAc)与醇的反应产物是混合的醇盐/乙酸盐。这样，术语“烃氧基氧钒”是指每个钒原子有一个氧配位体(＝O)和至少一个烃氧基(-OR)配位体的物种，尤其是当场制备，未进行氧基醇钒的分离和/或纯化的。但是，较好的烃氧基氧钒是带有一个氧和三个烃氧基配位体的三烷。
烃氧基氧钒的当场制备较好的是在干燥的、非氧化氛围，如氮或氩中进行。典型的是在室温下将氧化钒前体加到合适的醇中。对于放热反应，较好的是以控制的速度加入氧化钒前体，这样反应混合物不会大大超过室温。反应混合物的温度可通过将反应烧瓶放在恒温浴，如冰水浴中进行进一步的控制。当氧化钒前体是氧化物，它与醇的反应应在诸如环氧丙烷、环氧乙烷或表氯醇的环氧烷类的存在下进行。环氧烷在除去氧化钒与醇的反应副产品方面是有效的。若需要，可用蒸馏或蒸发技术，如旋转蒸发除去挥发性的起始物质和反应产物。所得的烃氧基氧钒产物不论是溶液形式或用蒸馏或蒸发技术后的固体残留物形式，都可直接与水混合得到本发明的氧化钒胶态分散液。
较好的是，反应混合物含有有效量的过氧化氢，如H2O2或叔丁基过氧化氢。“有效量”的过氧化氢是指其数量可使得到的胶态分散液浊度较低、分散好，并能在本发明的挠性平整刮刀中产生[V]eff的值低于约10mg/m2的导电层。虽然不想提出用特定的理论，但我们相信过氧化氢加速了细丝状氧化钒胶态颗粒的形成。较好的是过量的水对于每摩尔最初存在的钒，包括约0.25-1摩尔氢过氧化钒。
在用该方法形成氧化钒的胶态分散液后，必需老化充足的时间让最初形成的氧化钒颗粒聚结成所需的细丝状。老化典型地包括把溶液在恒温浴中储存直至指导形成触变性的胶态分散液。在这些分散物的老化中温度是个重要因素。老化的时间根据温度为约8小时到数周。例如在20℃下老化分散液可长达4个月。但在90℃下老化仅需8小时。高的老化温度，如90℃，会使水分从分散液中蒸发损失，从而难以估计准确的浓度，使处理和稀释更困难，并使胶态氧化钒颗粒尺寸的分布变宽。进一步的是，过度老化的分散液通过增加[V]eff使分散液制备导电层的有效性变差。
较好的是，分散液在约40-90℃温度下老化约8小时到约14天。更好的是，分散液在约50-60C温度范围里老化约4-8天。这些温度更好，因为它们便于使用并能让涂覆物在合理的时间内使用。在上述挠性平整刮刀特定温度下老化的时间据信能给具有所需的静电荷去除性能的挠性平整刮刀提供最好分散物，同时使钒具有最低浓度。低涂覆重量较好，因为这可使所得的涂层更均匀、颜色更浅、成本更低、更耐溶剂，可更好地粘附于下一层，以及更好地粘附于底层基片。
其它电导材料可用于该技术方案中来代替氧化钒。一般来说，合适的材料包括长度至少约为1.0微米的细丝状颗粒。这类材料应能形成抗耐用于制备磁记录介质的溶剂的涂层或膜。这类材料的例子是市售的碳纤维。
在该技术方案中，导电层也含有用来促进导电层粘附于底层基片和促进导电层内聚强度的聚合物粘合剂。这类粘合剂从而改进了耐溶剂性、耐摩擦性和挠性平整刮刀的总耐用性。当导电材料是氧化钒时，可分散于水的磺化聚合物是本发明有利的聚合物粘合剂，因为它们与胶态的氧化钒相对匹配。这类聚合物包括在美国专利4,052,368、4,307,219、4,330,588、4,558,149、4,738,992、4,746,717和4,855,384中所述的，它们揭示了磺化聚合物和磺化化合物的组分和制备方法。美国专利5,427,825揭示了磺化聚合物的制备和用作氧化钒粘合剂的用途。
水分散磺化聚酯是文献中已知的，且用途广泛，包括底漆、胶料涂料、用作照相乳剂胶层、防止污渍的亲水涂料、平版印刷粘合剂、头发修饰剂和粘合剂。有时，这些聚酯配合乳化剂和高剪切得到稳定的分散于水中的乳剂；磺化的聚酯也可完全溶于水中。另外，在磺化聚酯能开始溶于水和有机共溶剂的混合物的情况下，可接着除去共溶剂而得到稳定的磺化的聚酯水分散液。在美国专利3,7343,874、3,779,993、4,052,368、4,104,262、4,304,901、4,330,558中揭示的磺化聚酯涉及低熔点(低于100℃)或非结晶的磺化聚酯，它们根据上述的方法可分散于水中。
水分散磺化聚氨基甲酸乙酯或磺化聚氨基甲酸乙酯/脲是文献中已知的，广泛地用作织物和纸张的涂料、无纺坯料的粘合剂、粘附剂、玻璃和纤维的胶层涂料耐磨涂料等。磺化聚氨基甲酸乙酯可用各种方法合成。美国专利4,307,219揭示了一类主要的无规、线性磺化聚氨基甲酸乙酯。
水分散烯属不饱和磺化化合物是文献已知的，如美国专利4,503,198、4,558,149、4,746,717和4,855,384。这些能量可固化磺化化合物可用来形成交联的、粘合的、耐磨性涂料。
磺化聚合物的分散物典型地含有大于0，直到50％(重量)的磺化聚合物。
可替换、但稍差的是，与上述传导材料胶态分散液相匹配的水分散非磺化聚合物可作为聚合物粘合剂掺入导电层。非磺化聚合物或预聚物包括原甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚苯乙烯、聚苯乙烯/丁二烯共聚物、聚偏二氯乙烯、乙酸纤维素、硝基纤维素和乙酸丁酸纤维素和它们的前体。
在聚合物粘合剂的存在下，例如通过向可任意地含有过氧化氢的聚合物粘合剂分散物中加入VO(OBu)3(氧化三异丁醇钒)，使该混合物在50℃下老化数小时到数天可制得氧化钒分散液。用该方法，胶态的氧化钒分散物可在当场用聚合物粘合剂的分散物制备，其它时候它们可能是不相配的(如可看到胶态分散物的聚集)。另外，该方法可更方便地制得一些分散物。另一种方法是，聚合物粘合剂作为分开的分散物制备，再与氧化钒分散物混合。
存在于导电层的聚合物粘合剂的量是基于聚合物粘合剂和氧化钒的干燥固体总量的25-99％(重量)，更好的为65-85％(重量)。
除了氧化钒和聚合物粘合剂，导电层也可根据该技术领域已知的实践包括一种或多种添加剂，如分散剂、稳定剂、表面活性剂、湿润剂、溶剂之类，只要这类添加剂不会引起聚合物粘合剂分散物或氧化钒分散物的聚集或沉淀即可。较好的湿润剂包括乙醇和来自Rohm&Haas Co.的TRITON X-100非离子聚环氧乙烷衍生物表面活性剂。
在该技术方案中，通过将上述组份的胶态分散物涂覆在基片上可制得导电层。为了制备分散物，将氧化钒分散体和聚合物粘合剂分散物(若不是在现场配制)在诸如聚乙烯容器或聚乙烯衬里的容器的合适反应釜中混合，在室温下激烈搅拌直至完全混合。玻璃容器会使分散物失稳定，应避免使用。由于氧化钒与金属离子的络合和沉淀倾向，在混合过程中应避免使氧化钒分散物与除不锈钢外的金属接触。搅拌的有效方法是，例如，低速的叶轮混和器或用手以木桨或勺轻搅。太快的搅拌会使分散物失稳定。然后将附加的组份在搅拌下逐一慢慢地加入混合物。为了便于涂覆，最终的涂覆分散物中一般有溶液浓度不大于0.75％(重量的)氧化钒和少于3％的聚合物粘合剂。在涂覆前可过滤分散物。
为了制备挠性平整刮刀，较好是将基片切成卷状物，其宽度与平整刮刀的长度相同。然后将涂覆的分散物施加到基片的一个主表面上形成延伸到将基片的边缘的连续涂层。根据该技术领域的实践，任何合适的涂覆方法，如刀涂、帘涂、轮转凹版印刷术涂覆或模涂都可使用。接着使涂覆的基片干燥，得到厚度约为0.05-0.25微米的干燥导电层。在涂覆前，可用诸如电晕放电的方法处理基片以改进涂覆混合物对基片的湿润性。虽然本发明并不要求挠性平整刮刀的第二个表面上带有导电层，但也可接着处理基片的另一个主表面，用相似的方法涂覆和干燥。在平整刮刀上的导电层上加上保护层以达耐磨、耐溶剂、减少摩擦之类的目的也在本发明的范围里。在替换方法中，涂覆分散物可先施加于基片上，然后将涂覆好的基片切成所需的宽度。在任一种情况下，然后将涂覆的基片弄成适用于平整刮刀的大小和形状(常为矩形)。
在导电层中钒的浓度[V]较好的在约1-20mg/m2的范围里，更好的约为3-10mg/m2。可根据线速度和已知会产生静电荷的其它涂覆条件在该范围里选择所需的[V]。在650℃的加热炉里将3-4克重的平整刮刀材料片烧成灰测量[V]。烧成灰后残留的材料重量用来计算[V]。足量浓度的钒能保证V2O5颗粒的连接性，这会使挠性平整刮刀的静电荷去除能力最大。
在本发明的另一个技术方案中，导电层包括为诸如铝、铜或金的金属的电导材料。在该技术方案中，导电层以足以使挠性平整刮刀具有静电荷去除能力的厚度施加到基片的至少一个主表面上。这种导电层施加的一个特别好的方法是汽相沉积，但也可使用适于敷施金属薄膜的其它方法。
在该技术方案中，较好的是将保护层包括诸如聚酯的聚合材料，施加于导电层上以增加挠性平整刮刀的耐磨性，并保护传导层免受由于溶剂、氧化之类的降解。保护层较好薄到不会减小挠性平整刮刀的去除静电荷能力。保护层可用任何适于施加聚合材料均匀层的方法进行施加。这类方法的例子包括轮转凹版印刷术、模涂、喷涂、空气刀涂之类。由于材料和施加的方法的成本高，且潜在地会对磁记录介质产生有害的污染，故该技术方案稍差。
挠性平整刮刀的特征在于它较好的为一矩形，其宽度至少等于待平整的薄片坯材的宽度，长度至少约为64毫米。如图2所示，与湿涂层接触的挠性平整刮刀的那部分的长度这里称作接触长度。提供合适的弄平和去除静电荷能力所需的接触长度，部分地受涂覆时使用的线速度所影响。
平整刮刀的边缘，特别是与湿涂层接触的边缘应基本无诸如毛口和凹陷的缺陷。挠性平整刮刀有足够的弹性，结果在用本发明的方法平整湿涂层时它能无屈折、很平顺地绕衬刀弯曲。根据ASTM(美国试验和材料学会)D257的标准测定，挠性平整刮刀的表面电阻系数约为107-1011欧姆/主表面或有导电层表面的平方。用联邦试验法4046测得的静电荷衰减率对于在主表面或有导电层的表面上有5000V负载，较好的为少于0.01秒。挠性平整刮刀较好的能足够持久，这样刮刀去除静电荷的能力在使用了合理长的时间，如0.5-1.0小时后也不会明显减少。据观察挠性平整刮刀的静电荷去除能力不依赖于周围的相对湿度。
本发明的目的和优点通过下列实施例得到进一步的阐述。这些实施例中应用的特定材料和用量以及其它的条件和细节不应用来限制本发明。
在这些实施例中，表面电阻系数用如ASTM D257所述的圆形带护环电极装置测量。根据联邦试验方法4046测量静电荷的电荷衰减：通过用电极使挠性平整刮刀产生5000V电位，将电极接地，用静电荷衰减计量仪406C(Electro Tech Systems，Inc.；Glenside，PA)接地并测量电压落到低于50V所需的时间。较短的静电荷衰减时间被视为有较大的静电荷去除能力。实施例1a.磺化聚酯的制备
向1加仑聚酯锅中加入111.9g(5.5mole％)5-钠代磺基间苯二甲酸、592.1g(47.0mole％)对苯二甲酸、598.4g(47.5mole％)间苯二甲酸、705.8g乙二醇、59.9g新戊醇、0.7g氧化锑和2.5g乙酸钠。使混合物在345kPa、230℃和氮气下搅拌加热2小时，同时观察到水蒸发。将温度增加到250℃，然后减压，使用真空(26.7Pa)并将温度增加到270℃。在45分钟里增加材料粘度，然后排出高分子量、澄清、粘稠的磺化聚酯。用差示扫描量热器(DSC)测得该磺化聚酯的玻璃化温度，Tg为70.3℃。每摩尔磺酸酯的理论磺酸酯当量为3847克聚合物。在80℃下将500克聚合物溶于2000克水和450克异丙醇。然后将温度升至95℃以除去异丙醇(和部分水)，得到22％固体水分散物。b.胶态氧化钒的制备
在室温下将三异丁氧基氧钒(VO(O-iBu)3)(15.8g，0.055moles，Akzo Chemicals，Inc.，Chicago，Il)加入快速搅拌的过氧化氢在去离子水(232.8g)中的溶液(1.56g 30％水溶液，0.0138摩尔，Mallinckrodt，Paris，KY)，得到钒浓度等于0.22摩尔/公斤(2.0％V2O5)的溶液。在加入异丁氧基钒时，混合物变深褐色，5分钟内胶化。持续搅拌时，深褐色的凝胶破裂，得到非均相、粘稠的深褐色溶液，在45分钟后变均匀。让样品在室温下搅拌1.5小时。然后转到聚乙烯瓶中，在50℃的恒温浴中老化6天得到深褐色的触变凝胶、
通过用高锰酸钾滴定测得凝胶中V(+4)的浓度为0.072摩尔/公斤。这相应于V(+4)[即V(+4)/钒总量]的摩尔份数为0.33。
然后将胶态氧化钒与去离子水进一步混合形成含1％(重量)氧化钒的分散体。c.挠性平整刮刀的制备
如下制得涂覆基片的两个样品：使上述制得的4000克氧化钒溶胶(1％(重量)在去离子水中)与4000克去离子水在有聚乙烯衬里的容器内混合。用木质的勺慢慢搅拌稀释的溶胶，同时向容器中加入190克上述制得的磺化的聚酯(21％(重量)在去离子水中)。将混合物慢搅2分钟后，加入160克乙酰丙酮，然后间歇地搅拌10分钟。据信乙酰酮可作为稳定剂。然后加入7650克乙醇和96克来自Rohm&Haas Co.的TRITON X-100非离子聚环氧乙烷衍生物表面活性剂(10％(重量)在水中)，所得的混合物再搅拌5分钟。溶液用15微米acroversal过滤器(TEK产品，Eden Prairie，MN)预过滤，然后在涂覆前用HC50AG HT过滤器过滤。
将溶液用轮转凹版印刷方法以31.1米/分钟的线速度涂覆在127微米厚、8.9厘米宽的PET膜基片上达5微米湿厚。在涂覆前基片用220-240W功率电晕处理以改进涂覆溶液对基片的可湿性。涂覆的基片然后在76.7℃干燥，并绕成坯料卷。然后从坯料卷上切下68.6厘米长的样品(一面被涂)进行试验。再按上述对坯料卷的反面涂覆并干燥。然后从坯料卷上切下68.6厘米长的样品(两面被涂)进行试验。两个样品的涂覆面的表面电阻系数为2×108欧姆/涂覆面的平方，涂覆面的静电荷衰减时间少于0.01秒。实施例2
为了制备本发明的挠性平整刮刀，首先用下列配方制备涂覆溶液：
组    分     量[g]
实施例1制得的氧化钒溶胶(在去离子水中1％) 250
实施例1制品磺化的聚酯(在去离子水中22％重量) 11.9
 2，4-戊二酮(也称为乙酰丙酮) 10
去离子水     200
TRITON X-100非离子表面活性剂(10wgt％在水中)(Rohm&Haas Co.) 30
3A乙醇(90％乙醇，5％甲醇，5％异丙醇) 500
依次向聚乙烯罐中加入上述组份，用磁搅拌器搅拌。所得的溶液紧接在涂覆前用15微米过滤器过滤。
用重力进料刀涂器在8.9cm宽、127微米厚的PET基片上涂覆溶液，并在85℃下干燥2分钟。所得的涂覆基片为浅黄色。涂覆基片首先用手指横擦涂层，然后给涂层贴上掩蔽带，并迅速拉掉带子，第三将涂覆的基片在MEK溶液中浸5分钟，然后进行空气干燥，这样可试验涂覆基片的持久性。肉眼观察这些试验都不能除去涂层，即透明基片上的浅黄色不会消失。涂覆基片的涂覆面的表面电阻约为2×107欧姆/平方，涂覆面的静电荷衰减时间少于0.01秒。实施例3
为了制备本发明的挠性平整刮刀，首先用下列配方制得涂覆溶液：
组    份     量[g]
实施例1制得的氧化钒溶胶(1wt％在去离子水中) 500
实施例1制得的磺化聚酯(21wt％在水中) 21
去离子水     450
TRITON X-100表面活性剂(10wgt％在水中)(Rohm&Haas Co.) 60
依次向聚乙烯罐中加入上述组份，用磁搅拌器搅拌。所得的溶液在涂覆前用15微米过滤器过滤。
用比基片每一边宽0.64厘米的聚酯拖拉施加器横穿过8.9cm宽、127微米厚的PET基片涂覆分分散液，并在85℃下干燥2分钟，然后将涂覆的基片绕成坯料卷。从坯料卷上割取样品，在涂覆面试验。表面电阻约为1×108欧姆/平方，涂覆面的静电荷衰减时间少于0.01秒。试验未涂覆的PET基片作为对照试验，发现表面电阻约为1×1015欧姆/平方，静电荷衰减时间大于20秒。实施例4
通过从8.9cm宽的坯料卷上割下68.6厘米可从实施例1和3的涂覆基片中制得挠性平整刮刀。将刮刀用于磁记录介质的涂覆，可评估出刮刀在涂覆时从介质上除去静电荷的能力。首先，根据下列配方制得非磁性的背衬分散液：
组    份   重量份数
主    料
炭乙炔黑，50nm(Chevron Co.)     3.59
THERMAX N-911炭黑，270nm(Cancarb Ltd.) 0.91
CENTROLEX P分散剂，58％固体在2∶1MEK：甲苯中(Central Soya Corp.) 0.62
RD676氨基甲酸乙酯粘合剂，30％固体在MEK(3M) 11.99
PKHH酚氧粘合剂，30％固体在MEK(Union Carbide Corp.)中 5.14
活化料
Dibutyltin Dilaurate Catalyst二丁锡二月桂酸酯催化剂 0.01
PAPI异氰酸酯活化剂(The Dow Chemical Co.) 1.42
肉豆蔻酸，3％固体在MEK中     0.82
将主料的组份与足量溶剂(60∶35∶5的MEK：甲苯∶环己烷的混合物)合并将所得的溶液稀释到约10％固体。研磨混合物直至形成光滑的分散液。紧接在涂覆前合并活性料并加入分散液。
用轮转凹版印刷术的涂覆方法，以549米/分钟的线速度给14.2微米厚的PET膜的一面施加约5微米厚的湿涂层。涂覆区域的温度约为22℃，相对湿度为40-50％。如图1所示，涂覆以后随即以挠性平整刮刀进行平整。在每个试验中，如图2安装挠性平整刮刀，使导电层与湿涂层接触或背离湿涂层。如图1所示，在平整后，并与支承辊接触后(此后称为位置“A”)，以及也在平整后但与支承辊接触前(此后称为位置“B”)，用709型静电测量仪测量湿涂的薄片坯材上的电荷。每个挠性平整刮刀的使用时间足以涂覆4877米长度的磁介质料卷。另外，测量没有用挠性平整刮刀涂覆的薄片坯材的电荷。然后取下刮刀，用X-射线荧光光谱仪评估导电层的持久性。
结果如下：不用挠性平整刮刀，A和B位的薄片坯材上的电荷约为5000V。使用了挠性平整刮刀(一和两面被涂覆的)，在导电层与湿涂层接触时，挠性平整刮刀电压减少到将近0。当导电层背离湿涂层时，残余的电压约为1000V，它仍远低于当前条件下产生火花所需的电压。至于持久性，试验结果表明导电层未从任何刮刀上脱落。

Claims (7)

1.一种生产磁记录介质、同时在生产时使介质上的静电荷最小的方法，包括下列步骤：
a)在移动的薄片坯材的表面上施加液体材料以形成连续的湿涂层；和
b)用有两个主表面的挠性刮刀平整湿涂层，挠性平整刮刀片包括一个导电层，刮刀处于这样的位置：一个主表面的部分能与湿涂层接触以便去除涂覆薄片坯材上的静电荷。
2.根据权利要求1所述的方法，其中挠性平整刮刀包括有两个主表面的基片，导电层在基片的至少一个主表面上。
3.根据权利要求2所述的方法，其中导电层包括导电材料和聚合物粘合剂。
4.根据权利要求3所述的方法，其中导电材料包括长度至少为1.0微米的细丝状的氧化钒颗粒。
5.根据权利要求3所述的方法，其中聚合物粘合剂选自磺化聚合物、聚氨基甲酸乙酯、丙烯酸酯和纤维素。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中导电层中钒的浓度[V]在1-20毫克/米2的范围里。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中挠性平整刮刀在导电层上进一步包括保护层。
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