CN1183518C - 磁记录介质 - Google Patents

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Abstract

一种磁记录介质，包括含有具备第一矫顽力的永久取向的针状磁性颗粒和具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的磁性颗粒的材料层。具备所述第一矫顽力的颗粒的单位面积的体积与具备所述另一矫顽力的颗粒的单位面积的体积的比例最好在3.4∶6.6-5.5∶4.5之间，具备另一矫顽力的颗粒最好包括钡铁氧体或锶铁氧体片晶。该层可以由挠性基片承载，从而形成能够同时利用针状颗粒永久记录数据并且利用具备另一矫顽力的颗粒以可擦写方式记录数据的磁带。采用含两种颗粒混合物的浆料和两级取向工艺制造该层。

Description

磁记录介质
本发明涉及包括含有具备给定矫顽力的永久取向针状磁性颗粒的材料层的磁记录介质。本发明还涉及这种磁记录介质的制造方法。
这种类型的公知磁记录介质如GB-B-1331604所述，其中γ-Fe2O3针状颗粒(具有约27kA/m的矫顽力)在该层选定的间隔区域中固定地取向在预定方向，该间隔区域之间的区域是随机取向的或者在不同方向取向的。这种类型的磁记录介质是带状的，由Thorn Secure ScienceInternational Limited制造，商标是“WATERMARK”磁带。
“WATERMARK”磁带提供了高的安全性，因为永久记录的数据难以伪造，并且提供了在与ISO标准低矫顽力(LoCo)银行卡兼容的磁性条上写入普通数据的选择。
近年来，高矫顽力(HiCo)磁记录介质的使用日见增长，例如信用卡或银行卡或者其他有价文件上的磁带。这种材料一般具有约1200Oe(即100kA/m)以上的矫顽力，在标准文件ISO7811/6中有更全面的说明。这种HiCo磁记录介质提供的抗擦写能力比LoCo材料更好，但是不能提供“WATERMARK”磁带可以具有的高安全性。
这两种技术的结合将可提供安全性和抗意外擦写能力，但是结合这两种材料的尝试至今仍未成功。这种尝试已经包括并列制造的磁道或者一个在另一个上层叠制造的磁道。
根据本发明的一个方案，提供一种磁记录介质，包括含有具备第一矫顽力的永久取向的针状磁性颗粒的材料层，其特征在于，该层还含有具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的磁性颗粒。
这种磁记录介质结合了LoCo和HiCo技术，但没有并列排列不同材料所存在的问题，或者经过一层读出另一层的困难。该介质能够同时用于利用针状颗粒永久记录数据和利用具有另一矫顽力的颗粒进行擦写。该介质能够使用现有设备在有软编码HiCo数据的情况下读出永久数据。
本发明还可使用手持读出器单元，不存在“Watermark”数据读出器的活动磁头擦写仅具有LoCo颗粒的磁带邻接磁道上的软编码引起的问题。这种问题是因为不能使手持读出器与正确的磁带磁道精确对准可靠使用而产生的。
具备所述第一矫顽力的颗粒的体积百分比最好小于具备所述另一矫顽力的颗粒的体积百分比。这样通过降低由两种记录之间的串扰产生的失真，能够使介质符合标准文件ISO 7811/6。
根据本发明的第二方案，提供一种磁记录介质的制造方法，包括：
a)制备含有具备第一矫顽力的针状磁性颗粒和具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的非针状磁性颗粒的浆料；
b)在挠性基片上涂敷该浆料形成层；
c)使所述层中的针状磁性颗粒取向；
d)固化所述的层。
根据本发明的第三方案，提供一种磁记录介质的制造方法，包括：
a)制备含有具备第一矫顽力的针状磁性颗粒的浆料；
b)向上述浆料添加具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的非针状磁性颗粒；
c)在挠性基片上涂敷该浆料形成层；
d)使所述层中的针状磁性颗粒取向；
e)固化所述的层。
本发明特别涉及用于信用卡或银行卡或者其他有价文件的磁记录介质，但并不仅限于此。
以下将参考附图仅通过例子的方式介绍本发明的实施例。
图1是根据本发明的一种方法的流程图。
图2是根据本发明的第二方法的流程图。
图3是具有HiCo颗粒的磁记录介质层的平面图。
图4是图3的介质的斜视图。
图5是根据本发明的磁记录介质层的平面图。
图6展示了图5中具有永久取向结构的层。
图7是根据本发明的磁记录介质的理论磁滞回线。
图8是根据本发明的磁记录介质的测量磁滞回线。
具有六方形片晶和针状颗粒的混合物的磁记录介质公开于US4657813。但是在此已有技术中，是在浆料固化之后进行取向的，所以针状颗粒不具有永久取向的结构。
图1是制造磁记录介质的流程图。图中编号的方框具有以下意义。
图1的方框1代表制备含具备第一矫顽力的针状磁性颗粒和具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的非针状磁性颗粒的浆料。以下说明如何制造本发明的浆料的多种例子。
实施例1
本实施例中按以下方式制备浆料。采用提供有效剪切力的搅拌设备，把各针状晶粒的团聚状γ-Fe2O3粉末分散在粘合剂和溶剂的液态混合物中。然后把此混合物送入球磨机进行球磨，分离各个晶粒形成浆料。在此第一实施例中，所用的准确浆料组成具有56％的固体成分，所用的溶剂是甲苯和甲基乙基酮的混合物。固相组成如下(按重量％)：聚酯树脂7.1％，聚氨酯树脂6.2％，磷酸酯表面活性剂0.6％，去油卵磷脂0.6％，碳黑1.3％，γ-Fe2O331.1％，钡铁氧体50.2％，润滑剂1.5％和蜜胺固化剂1.3％。
由于LoCo颗粒(γ-Fe2O3)和HiCo颗粒(钡铁氧体)具有不同的特性，所以制备浆料时要加以注意。获得的粉末状钡铁氧体颗粒小于LoCo颗粒，并且具有低的吸油性，所以其分散要比分散LoCo颗粒容易得多。如果两种磁性料同时加入球磨机，则钡铁氧体将被过度球磨，分散液变得不稳定。特别是，HiCo颗粒将趋于脱离悬浮体，导致浆料粘度变化，从而改变涂敷质量和随后的水印质量。
可以克服这种问题的方法有三种，
a)分别形成两种分散液然后将其混合；
b)在球磨工艺中非常晚期时添加HiCo颗粒；
c)在浆料中直接搅拌HiCo颗粒。
如果HiCo材料是锶铁氧体，则后一技术特别有利。可以另外单独使用或结合使用其他HiCo材料例如铂钴或银锰铝特种磁性合金(Silmanol)。
本实施例中上述成分的优选范围如下：
聚酯树脂4-20％，
聚氨酯树脂4-20％，
磷酸酯表面活性剂0-2％，
去油卵磷脂0-2％，
碳黑0.5-6％，
氧化铝0-5％，
氧化硅0-5％，
γ-Fe2O320-80％，
钡铁氧体20-80％，
异氰酸酯或蜜胺固化剂0-5％，
润滑剂(例如硅油或PTFE油)0-3％。
适合的溶剂包括甲苯、甲基乙基酮和甲基异丁基酮中的一种或多种。
LoCo颗粒与HiCo颗粒的体积比最好在3.4∶6.6和5.5∶4.5之间。加料体积含量一般在50-55％，优选的固体含量在40-60％。
在此实施例中应注意加料要比标准磁带一般使用的多得多。选取加料水平应使随后磁带的LoCo水印可读，HiCo记录可通过标准文件ISO/IEC 7811-6的“窗口”测试。该标准并未规定磁带的最小矫顽力，但是除非最终磁带具有约1200Oe(即100kA/m)以上的矫顽力，否则难以通过。采用上述浆料制造的磁带一般具有大约等于或大于1500Oe(125kA/m)的矫顽力。
实施例2
作为上述浆料制造方式的另一个例子，采用以下配方制备两种分离的浆料(表示为部分A和部分B)，随后按相等的重量比混合制成最终混合物。
部分A(重量％)
锶铁氧体92.6wt％
官能化的乙烯基树脂7.4％
在上述溶剂中制备成固体含量40％的浆料。
部分B
改性PVC树脂5.7％
聚氨酯树脂14.4％
磷酸酯表面活性剂1.4％
去油卵磷脂1.4％
碳黑3.0％，
γ-Fe2O371.8％，
润滑剂(例如硅油或PTFE油)2.3wt％
在上述溶剂中制备成固体含量40％的浆料。
实施例3
也可以采用如下范围的配方制备用于本发明的浆料：
官能化的乙烯基共聚物0.6-20wt％
γ三氧化二铁20-80wt％
碳0.5-6％
氧化铝0-5％
氧化硅0-5％
聚酯树脂5-20％
聚氨酯树脂5-20％
锶或钡铁氧体20-80％
异氰酸酯或其他固化剂0-5％
润滑剂(例如硅油或PTFE油)0-3％
LoCo颗粒与HiCo颗粒的体积比最好在34∶66和55∶45之间。固体料体积含量一般在50-55％，优选的固体含量在40-60％。适合的溶剂包括甲苯、甲基乙基酮和甲基异丁基酮中的一种或多种。
一旦根据上述配方之一制备了浆料，就将其涂敷在挠性基片形成层。此工序由图1的方框2代表。挠性基片例如可以包括磁带制造中使用的聚酯膜，纸片或卡，或者塑料材料片。本实施例中采用聚酯膜作为基片，其余制造工艺与例如GB-B-1331604所述的“WATERMARK”磁带的制造相同。但是，在本实施例中，层厚最好控制在15-30微米范围内的定值。这样可使最终的磁带或卡符合标准文件ISO/IEC 7811-6建立的标准。
在基片上形成层之后，按通常方式(如GB-B-1331604所述)对针状LoCo颗粒(本实施例中的γ三氧化二铁颗粒)进行取向，形成其中LoCo颗粒沿预定方向取向的选定的间隔区域，层的其余区域中的LoCo颗粒或是不如此取向，或是沿实质不同的方向取向。这由图1的方框3代表。
然后按通常方式(如GB-B-1331604所述)固化流体层，以使全部磁性颗粒的取向固定。这由图1的方框4代表。
图2也是根据本发明的磁记录介质的制造方法流程图。方框2-4的意义与图1相同，但另外的方框5和6代替了方框1。此图中方框5代表制备含具备第一矫顽力的针状磁性颗粒的浆料，而方框6代表向浆料添加具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的非针状磁性颗粒。
图4是在初始取向之后在剖面观察的所述层的剖面图。钡铁氧体颗粒(10)一般是六方形片晶，取向(15)的易磁化轴垂直于片晶平面。为了清晰图中没有显示针状颗粒。但展示在图5和6中。该层中的钡铁氧体颗粒形成如图3平面图所示的列(14)，这些列已经相互平行地取向，一般圆柱形列的轴对应于取向(15)的易磁化轴，垂直于取向磁场(16)的轴。每列类似于堆叠的硬币，每个硬币表面基本垂直于基片表面排列。
三氧化二铁颗粒(11)一般是细长状或针状的，具有沿颗粒长轴的单轴对称性的磁特性。此实施例中的层厚是22微米，在此实施例中该层被挠性聚酯基片(12)承载。图5是在该层初始取向步骤之后的平面图，该取向步骤按所示方式使全部颗粒取向在基本正交于片晶列轴的针状颗粒的轴。采用100-350毫特斯拉数量级的磁场进行这种初始取向，保证HiCo和LoCo颗粒均被取向。
图6展示了相同的层已被进一步取向，形成彼此磁性能不同的区域20和21，从而在固化之后形成永久取向的结构，可用于存储以后不能被擦写的数据。在这种进一步取向中(仅针状磁性颗粒的取向在间隔区域21被改变)采用仅8-20毫特斯拉的磁场，所以HiCo颗粒未被再取向到与LoCo颗粒相同的程度。
图8是根据上述实施例1制成的磁记录介质的典型磁滞回线。矫顽力典型值在1200-4000Oe(125-340kA/m)之间，最好在1500-2500Oe之间，饱和磁化强度一般在0.5-0.9emu，剩磁在0.3-0.7emu数量级。对磁滞回线的理论预测如图7所示。
根据上述说明制成的磁带可以选择地具有外敷漆层，在使用过程中对表面提供保护。
通过剥离挠性基片可以制成无支承层。如果制造时在层和基片之间设置脱模层则将可容易地完成这种工艺。

Claims (9)

1.一种磁记录介质，包括含有具备第一矫顽力的永久取向的针状磁性颗粒的材料层，该层还含有具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的磁性颗粒，其特征在于，利用针状颗粒的取向以形成其中针状颗粒沿预定方向取向的选定的间隔区域而永久地记录数据，利用具备另一矫顽力的颗粒以可擦写方式记录数据。
2.根据权利要求1的磁记录介质，其中具备所述另一矫顽力的磁性颗粒是片晶。
3.根据前述权利要求中任一项的磁记录介质，其中具备所述第一矫顽力的颗粒的体积百分比与具备所述另一矫顽力的颗粒的体积百分比的比例在34∶66和55∶45之间。
4.根据前述权利要求中任一项的磁记录介质，其中具备所述另一矫顽力的颗粒包括钡铁氧体、锶铁氧体、铂-钴和银锰铝特种磁性合金这些材料之中的一种或多种。
5.根据前述权利要求中任一项的磁记录介质，其中该层由挠性基片承载。
6.载有根据前述任何一项权利要求的磁记录介质的有价文件。
7.一种磁记录介质的制造方法，包括：
a)制备含有具备第一矫顽力的针状磁性颗粒和具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的非针状磁性颗粒的浆料；
b)在挠性基片上涂敷该浆料形成层；
c)沿预定方向使所述层的间隔区域中的针状磁性颗粒取向；
d)固化所述的层。
8.一种磁记录介质的制造方法，包括：
a)制备含有具备第一矫顽力的针状磁性颗粒的浆料；
b)向该浆料添加具备大于第一矫顽力的另一矫顽力的非针状磁性颗粒；
c)在挠性基片上涂敷该浆料形成层；
d)沿预定方向使所述层的间隔区域中的针状磁性颗粒取向；
e)固化所述的层。
9.根据权利要求7或8的磁记录介质制造方法，其中，具备所述第一矫顽力的颗粒的体积百分比与具备所述另一矫顽力的颗粒的体积百分比在浆料中的比例在34∶66-55∶45之间。
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