用于磁帶介質的磁記錄層的制作方法
1.本發明涉及數據存儲系統，更具體地，本發明涉及用于磁帶介質的磁記錄層。
背景技術：
2.在磁存儲系統中，磁換能器從磁記錄介質讀取數據并將數據寫入到磁記錄介質上。通過將磁記錄換能器移動到介質上方要存儲數據的位置,將數據寫入磁記錄介質上。磁記錄換能器然后產生磁場，該磁場將數據編碼到磁介質中。通過類似地定位磁性讀取換能器然后感測磁性介質的磁場來從介質讀取數據。讀取和寫入操作可以獨立地與介質的移動同步，以確保可以從介質上的期望位置讀取數據和將數據寫入介質上的期望位置。
3.數據存儲行業中的重要且持續的目標是增加存儲在介質上的數據的密度。對于磁帶存儲系統，該目標導致增加記錄磁帶上的軌道和線性位密度，并減小磁帶介質的厚度。然而，小覆蓋區、更高性能的帶驅動系統的發展產生了從用于這種系統的磁頭部組件的設計到處理帶尺寸不穩定性的各種挑戰。
技術實現要素：
4.根據本發明的一個方面，產品包括記錄層。記錄層包括封裝的納米顆粒，每個納米顆粒包括由封裝層封裝的磁性納米顆粒。聚合物粘合劑結合封裝的納米顆粒。具有新記錄層的磁性記錄產品的各種益處包括但不限于：更薄的記錄層、更均勻的磁性顆粒分散、更光滑、更不混濁的底層與記錄層之間界面、更高的玻璃化轉變溫度、記錄層中磁性顆粒空隙的更低出現率或者基本消除等中的一個或多個。這些益處中的每一個導致磁記錄產品，諸如磁帶，其表現出諸如但不限于下列特性中的一個或多個：改進的抗撕裂性、低至inm和低于1nm的更高記錄分辨率、導致更高信噪比的更低噪聲等。
5.在實施例中，每個封裝層的平均厚度小于1納米。這種薄殼改善了記錄層中的磁性顆粒填充密度，并且因此實現更高的記錄位分辨率。
6.在其他實施方案中，下層中不存在磨粒。已經發現，這種磨粒構成對于當前和未來的記錄頭中縮小的讀寫結構的日益不可容忍的缺陷和損壞源。
7.在其他實施方式中，產品包括底層，記錄層形成在底層上。記錄層基本上不與底層混合。該特征克服了磁記錄帶產品中的長久存在的問題，即層在其界面處的混合和這種混合產生的眾所周知的問題。
8.在(多個)實施例中，底層是導電的。底層的導電特性有助于耗散電荷，例如，通過將電荷傳輸到與地面耦接的集線器，從而最大限度地減少進入磁頭的電荷，從而降低了冷凝的液態水在帶和磁頭表面之間形成導電路徑的風險，所述導電路徑為記錄頭結構的電化學腐蝕提供路徑。
9.在優選實施例中，記錄層是磁記錄帶的一部分。
10.根據另一方面的產品包括記錄層。記錄層包括封裝的納米顆粒和結合封裝的納米顆粒的聚合物粘合劑，每個納米顆粒包括由封裝層封裝的磁性納米顆粒。磁性納米顆粒的
平均直徑在2納米至20納米的范圍內。記錄層的平均厚度小于0.2微米。具有新記錄層的磁性記錄產品的各種益處包括但不限于：更薄的記錄層、更均勻的磁性顆粒分散、更光滑、底層與記錄層之間較不混濁的界面、較高的玻璃化轉變溫度、記錄層中磁性顆粒空隙的較低出現率或者基本消除等中的一個或多個。這些益處中的每一個導致磁記錄產品，諸如磁帶，其表現出諸如但不限于下列特性中的一個或多個：改進的抗撕裂性、低至inm和低于1nm的更高記錄分辨率、導致更高信噪比的更低噪聲等。
11.本發明的其他方面和途徑將從以下詳細說明中變得清楚，當結合附圖時，這些詳細說明通過實例的方式說明本發明的原理。
附圖說明
12.圖1a是簡化的磁帶驅動系統的示意圖。
13.圖1b是根據本發明一個方面的帶盒的示意圖。
14.圖2a示出根據本發明一個方面的平鋪的雙向雙模塊磁頭的側視圖。
15.圖2b是從圖2a的線2b截取的磁帶承載表面視圖。
16.圖2c是從圖2b的圓2c截取的詳細視圖。
17.圖2d是一對模塊的部分磁帶承載表面的詳細視圖。
18.圖3是具有寫-讀-寫結構的磁頭的部分磁帶承載表面視圖。
19.圖4是具有讀-寫-讀配置的磁頭的部分磁帶承載表面視圖。
20.圖5是具有三個模塊的磁頭的側視圖，其中全部模塊通常沿著大約平行的平面放置。
21.圖6是具有切線(成角度的)配置的三個模塊的磁頭的側視圖。
22.圖7是具有外包裝配置中的三個模塊的磁頭的側視圖。
23.圖8a-8c是描繪磁帶帳篷的原理的示意圖。
24.圖9是根據本發明的一個方面的存儲在磁帶上的文件和索引的示意圖。
25.圖10是根據各種方法的磁性記錄介質的基本結構的局部截面圖。
26.圖11是描繪根據各種方法的涂料的動態力學分析(dma)以確定臨界顏料體積濃度(cpvc)的圖。
27.圖12是傳統記錄帶的橫截面的透射電子顯微鏡(tem)圖像。
具體實施方式
28.以下描述是為了說明本發明的一般原理，而不是為了限制這里要求的發明構思。進一步，本文中所描述的特定特征可以與不同可能的組合和排列的每一者中的其他所描述特征結合使用。
29.除非本文中另外特別限定，否則所有術語將被給予它們的最廣泛的可能解釋，包括從說明書中隱含的含義以及本領域技術人員所理解的含義和/或如在詞典、論文等中限定的含義。
30.還必須注意的是，如在說明書和所附權利要求中使用的，單數形式“一種”(a)、“一種”(an)和“該”(the)包括復數指示物，除非另外說明。
31.以下描述公開了在磁記錄介質中特別有用的層的各種配置以及用于形成層的方
法。
32.在一個通用方法中，產品包括記錄層。記錄層包括封裝的納米顆粒，每個納米顆粒包括由封裝層封裝的磁性納米顆粒。聚合物粘合劑結合封裝的納米顆粒。
33.在另一通用方法中，產品包括記錄層。記錄層包括封裝的納米顆粒和結合封裝的納米顆粒的聚合物粘合劑，每個納米顆粒包括由封裝層封裝的磁性納米顆粒。磁性納米顆粒的平均直徑在2納米至20納米的范圍內。記錄層的平均厚度小于0.2微米。
34.說明性操作環境
35.圖1a示出了可以在本發明的上下文中采用的基于磁帶的數據存儲系統的簡化磁帶驅動器100。雖然在圖1a中示出磁帶驅動器的一個特定實現方式，但是應當注意，本文描述的方法可以在任何類型的磁帶驅動系統的背景下實現。
36.如圖所示，提供帶供應盒120和卷帶盤121以支撐帶122。卷軸中的一個或多個可以形成可移動柱體的一部分并且不一定是帶驅動器100的一部分。磁帶驅動器，諸如圖1a中所示的磁帶驅動器，還可以包括驅動馬達以驅動帶供應盒120和卷帶盤121，從而在任何類型的磁頭126上方移動帶122。這種磁頭可以包括讀取器、寫入器或這兩者的陣列。
37.引導件125引導帶122穿過磁頭126。這種磁頭126進而經由電纜130耦接到控制器128。控制器128可以是或包括處理器和/或用于控制驅動器100的任何子系統的任何邏輯。例如，控制器128通常控制磁頭功能，諸如伺服跟蹤、數據寫入、數據讀取等。控制器128可以包括至少一個伺服通道和至少一個數據通道，每個伺服通道和至少一個數據通道包括被配置為處理和/或存儲要被寫到帶122和/或從帶122讀取的信息的數據流處理邏輯。控制器128可以在本領域已知的邏輯以及本文所公開的任何邏輯下操作，并且因此可以在不同方法中被視為用于本文所包括的磁帶驅動器的任何描述的處理器。控制器128可以耦合到任何已知類型的存儲器136，所述存儲器136可以存儲可由控制器128執行的指令。此外，控制器128可以被配置和/或可編程以執行或控制在此呈現的方法中的一些或全部。因此，控制器128可以被視為被配置為通過編程到一個或多個芯片、模塊和/或塊中的邏輯、軟件、固件和/或一個或多個處理器可用的其他指令來執行不同操作；等以及它們的組合。
38.線纜130可以包括讀/寫電路，該讀/寫電路用于將數據發送到磁頭126以記錄在磁帶122上，并且接收由磁頭126從磁帶122讀取的數據。致動器132控制磁頭126相對于磁帶122的位置。
39.接口134還可以被提供用于磁帶驅動器100和主機(內部或外部)之間的通信以發送和接收數據，并且用于控制磁帶驅動器100的操作并將磁帶驅動器100的狀態傳送到主機，這些都如本領域技術人員將理解的。
40.圖1b示出了示例性磁帶盒150，其在各種方法中可以包括本文中以磁帶形式描述的磁性記錄介質的任何配置。這種帶盒150可以與如圖1a所示的系統一起使用。如圖所示，帶盒150包括外殼152、外殼152中的帶122以及耦合到外殼152的可選非易失性存儲器156。在一些方式中，非易失性存儲器156可以嵌入在殼體152內，如圖1b所示。在更多的方法中，非易失性存儲器156可以被附接到殼體152的內部或外部，而無需修改殼體152。例如，非易失性存儲器可以嵌入在自粘合標簽154中。在一個優選方案中，非易失性存儲器156可以是嵌入或耦合到帶盒150的內部或外部的固態存儲器(例如，閃存)、只讀存儲器(rom)設備等。所述非易失性存儲器可由磁帶驅動器和磁帶操作軟件(驅動器軟件)和/或另一裝置存取。
41.通過示例的方式，圖2a示出了可以在本發明的上下文中實現的平坦重疊的雙向雙模塊磁頭200的側視圖。如圖所示，該頭部包括一對底座202，每個底座配備有模塊204，并且相對于彼此以小角度α固定。基座可以是粘性地耦接在一起的“u梁”。每個模塊204包括基板204a和具有薄膜部分的閉合件204b，該薄膜部分通常被稱為“間隙”，在該間隙中形成讀取器和/或寫入器206。在使用中，帶208沿著介質(帶)承載表面209在模塊204上方以所示方式使用讀取器和寫入器在帶208上讀取和寫入數據。帶208在到達和離開平坦介質支撐表面209的邊緣處的包角θ通常在約0.1度和約3度之間。
42.基板204a通常由諸如陶瓷的耐磨材料構成。閉合件204b可由與基板204a相同或相似的陶瓷制成。
43.讀取器和寫入器可以背負或合并配置布置。說明性背載配置包括在(磁屏蔽)讀取器換能器(例如，磁阻讀取器等)的頂部(或下方)上的(磁感應)寫入器換能器，其中寫入器的磁極和讀取器的屏蔽通常分離。說明性合并配置包括在與寫入器磁極相同的物理層中的讀取器屏蔽(因此，“合并”)。讀取器和寫入器也可以交錯配置布置。可替代地，每個信道陣列可以僅是讀取器或寫入器。這些陣列中的任一個可以包含用于讀取介質上的伺服數據的一個或多個伺服軌道讀取器。
44.圖2b示出了從圖2a的線2b截取的模塊204之一的帶承載表面209。代表性的帶208以虛線示出。模塊204優選足夠長，以當頭在數據帶之間步進時能夠支撐帶。
45.在該示例中，帶208包括4至32個數據帶，例如，具有16個數據帶和17個伺服軌道210，如圖2b所示，在半英寸寬的帶208上。數據帶被限定在伺服軌道210之間。每個數據帶可以包括多個數據軌道，例如1024個數據軌道(未示出)。在讀/寫操作期間，讀取器和/或寫入器206被定位到數據帶之一內的特定軌道位置。外部讀取器(有時稱為伺服讀取器)讀取伺服軌道210。伺服信號又用來在讀/寫操作期間保持讀取器和/或寫入器206與特定的軌道組對準。
46.圖2c描繪了形成在圖2b的環2c中的模塊204上的間隙218中的多個讀取器和/或寫入器206。如圖所示，讀取器和寫入器的陣列206包括例如16個寫入器214、16個讀取器216和兩個伺服讀取器212，但元件的數目可以變化。說明性方法包括每個陣列8、16、32、40和64個有源讀取器和/或寫入器206，以及具有奇數個讀取器或寫入器(如17、25、33等)的替代性交錯設計。說明性方法包括每個陣列32個讀取器和/或每個陣列32個寫入器，其中傳感器元件的實際數量可以更大，例如33、34等。這允許磁帶更緩慢地行進，從而降低速度引起的跟蹤和機械困難和/或執行更少的“纏繞”以填充或讀取磁帶。盡管讀取器和寫入器可以布置為背負配置，如圖2c所示，讀取器216和寫入器214也可以布置為交錯配置。或者，每個讀取器和/或寫入器陣列206可以僅是讀取器或寫入器，并且所述陣列可以包含一個或多個伺服讀取器212。如通過一起考慮圖2a和圖2b至圖2c所指出的，每個模塊204可以包括一組互補的讀取器和/或寫入器206，用于如雙向讀取和寫入、同時讀取寫入能力、向后兼容性等事物。
47.圖2d示出了根據一種方法的磁頭部200的互補模塊的部分磁帶承載表面視圖。在該方法中，每個模塊具有形成在共同基板204a和可選的電絕緣絕緣層236上的背負配置的多個讀/寫(r/w)對。寫入器214和讀取器216平行于磁帶介質沿其行進的預期方向排列，以形成r/w對，示例為r/w對222。注意，磁帶行進的預期方向在本文中有時被稱為磁帶行進的方向，并且此類術語可以互換地使用。這種磁帶行進的方向可以從系統的設計中推斷出來，
例如，通過檢查引導件；觀察磁帶行進相對于參考點的實際方向；等等。此外，在可操作用于雙向讀取和/或寫入的系統中，在兩個方向上的磁帶行進的方向通常是平行的，因此可以認為兩個方向彼此等效。
48.可存在若干r/w對222，例如8、16、32對等。如圖所示的r/w對222在大體垂直于磁帶行進的方向上線性對準。然而，這些對也可以對角地對準，等等。伺服讀取器212位于r/w對的陣列的外部，其功能是眾所周知的。
49.通常，磁帶介質沿正向或反向移動，如箭頭220所示。磁帶介質和磁頭組件200以本領域公知的方式以換能關系操作。頭部組件200包括大致相同構造的兩個薄膜模塊224和226。
50.模塊224和226與其閉合204b之間存在的空間(部分示出)結合在一起以形成單個物理單元以通過激活前導模塊的寫入器和尾隨模塊的讀取器來提供隨寫讀寫能力，所述讀寫器與前導模塊的寫入器平行于相對于前導模塊的磁帶行進的方向對準。當構造磁頭200的模塊224、226時，各層形成在導電基板204a(部分示出)上方產生的間隙218中，例如，altic，通常按r/w對222的以下順序：絕緣層236；典型地由鐵合金(如nife(
–
)、鈷鋯鉭(czt)或al-fe-si(鋁硅鐵))制成的第一屏蔽232，用于感測磁性介質上的數據軌道的傳感器234，典型地由鎳鐵合金(例如，約80/20at％nife，也稱為坡莫合金)制成的第二屏蔽238，第一和第二寫入器極228、230以及線圈(未示出)。傳感器可以是任何已知類型，包括基于磁阻(mr)、gmr、amr、隧道磁阻(tmr)等的那些。
51.第一和第二寫入器極228、230可由諸如約45/55nife的高磁矩材料制成。注意，這些材料僅通過示例的方式提供，并且可以使用其他材料。可以存在附加層，諸如屏蔽件和/或磁極尖端之間的絕緣層以及圍繞傳感器的絕緣層。用于絕緣的說明性材料包括氧化鋁和其他氧化物、絕緣聚合物等。
52.磁頭126的配置可以包括多個模塊，優選地三個或更多。在寫-讀-寫(w-r-w)磁頭中，用于寫入的外部模塊在用于讀取的一個或多個內部模塊的側面。參考圖3，描繪了w-r-w配置，外部模塊252、256各自包括一個或多個寫入器260陣列。圖3的內部模塊254包括類似配置的一個或多個陣列的讀取器258。多模塊頭的變型包括r-w-r頭(圖4)、r-r-w頭、w-w-r頭等。在其他變型中，模塊中的一個或多個可以具有讀/寫換能器對。此外，可以存在多于三個模塊。在其他方案中，兩個外部模塊可以位于兩個或更多個內部模塊的側面，例如，以w-r-r-w、r-w-w-r布置等。為了簡單起見，w-r-w頭在本文中主要用于舉例說明本發明的各個方面。熟悉本文教導的本領域技術人員將理解本發明的排列將如何應用于除w-r-w配置之外的配置。
53.圖5示出了根據一個方法的磁頭126，其包括第一模塊302、第二模塊304和第三模塊306，每個模塊分別具有磁帶承載表面308、310、312，磁帶承載表面308、310、312可以是平坦的、波狀的等等。注意，盡管術語“磁帶承載表面”看起來暗示面向磁帶315的表面與磁帶承載表面物理接觸，但不一定是這種情況。相反，只有一部分磁帶可以與磁帶承載表面持續或間歇地接觸，而磁帶的其他部分在磁帶承載表面上方騎乘(或“飛行”)在一層空氣上，有時稱為“空氣軸承”。第一模塊302將被稱為“前導”模塊，因為它是用于磁帶在指示的方向上移動的三模塊設計中的磁帶遇到的第一模塊。第三模塊306將被稱為“尾隨”模塊。尾隨模塊在中間模塊之后并且是在三個模塊設計中被磁帶看到的最后模塊。前導模塊302和尾隨模
塊306被統稱為外部模塊。還應注意，外部模塊302、306將交替作為前導模塊，這取決于磁帶315的行進方向。
54.在一種方法中，第一模塊302、第二模塊304和第三模塊306的磁帶承載表面308、310、312位于大致平行的平面上(其意在包括平行和幾乎平行的平面，例如如圖6中在平行和切向之間)，并且第二模塊304的磁帶承載表面310在第一模塊302和第三模塊306的磁帶承載表面308、312上方。如下所述，這具有產生磁帶相對于第二模塊304的磁帶承載表面310的所需包角α2的效果。
55.在磁帶承載表面308、310、312沿著平行或近似平行但偏移的平面放置的情況下，直觀上，磁帶應當從前導模塊302的磁帶承載表面308剝離。然而，通過實驗已經發現由前導模塊302的刮削邊緣318產生的真空足以保持磁帶粘附到前導模塊302的磁帶承載表面308。前導模塊302的后緣320(磁帶離開前導模塊302的末端)是近似參考點，該參考點限定了第二模塊304的磁帶承載表面310上的包角α2。磁帶保持靠近磁帶承載表面直到靠近前導模塊302的后緣320。因此，換能器322可位于外部模塊302、306的后緣附近。這些方法特別適用于寫-讀-寫應用。
56.在此描述的這個和其他方面的益處是，因為這些外部模塊302、306被固定在距第二模塊304的確定偏移處，所以當這些模塊302、304、306被聯接在一起或者以其他方式固定到頭部中時該內包角α2被固定。內包角α2近似為tan-1(δ/w)，其中δ是磁帶承載表面308、310的平面之間的高度差，并且w是磁帶承載表面308、310的相對端之間的寬度。說明性內包角α2在約0.3
°
至約1.1
°
的范圍內，但可以是設計所需的任何角度。
57.有利地，模塊304接收磁帶(前緣)的一側上的內部包角α2將大于后緣上的內部包角α3，因為磁帶315騎跨在后部模塊306上方。這種差異總體上是有益的，因為較小的α3傾向于與迄今為止更陡的離開有效包角相反。
58.注意，外部模塊302、306的磁帶承載表面308、312被定位成在前導模塊302的后緣320處實現負包角。這通常有助于減少由于與后緣320的接觸而產生的摩擦，只要適當考慮形成在磁帶中的撬棒區域的位置，在該位置上磁帶從頭部剝離。。該負包角還減少了對前導模塊302上的元件的顫動和擦洗損壞。進一步，在尾隨模塊306處，磁帶315飛過磁帶承載表面312，所以當磁帶沿該方向移動時實際上沒有元件磨損。特別地，磁帶315夾帶空氣，并且因此不會顯著地騎在第三模塊306的磁帶承載表面312上(可能發生一些接觸)。這是可允許的，因為前導模塊302正在寫入，而尾隨模塊306空閑。
59.寫入和讀取功能在任何給定時間由不同模塊執行。在一種方法中，第二模塊304包括多個數據和可選的伺服讀取器331并且沒有寫入器。第一模塊302和第三模塊306包括多個寫入器322并且不包括數據讀取器，除了外部模塊302、306可以包括可選的伺服讀取器之外。伺服讀取器可以用于在讀取和/或寫入操作期間定位磁頭。每個模塊上的(一個或多個)伺服讀取器通常朝向讀取器或寫入器的陣列的末端定位。
60.通過在基底和閉合件之間的間隙中僅具有讀取器或并排寫入器和伺服讀取器，可以顯著減小間隙長度。典型的磁頭具有背載讀取器和寫入器，其中寫入器形成在每個讀取器上方。典型的間隙為20-35微米。然而，磁帶上的不規則性可能傾向于下垂到間隙中并產生間隙侵蝕。因此，間隙越小越好。本文實現的較小間隙表現出較少的磨損相關問題。
61.在一些方式中，第二模塊304具有閉合件，而第一模塊302和第三模塊306不具有閉
合件。當不存在閉合時，優選地將硬涂層添加到該模塊中。一種優選的涂層是類金剛石碳(dlc)。
62.在圖5所示的方法中，第一模塊302、第二模塊304和第三模塊306各自具有閉合件332、334、336，所述閉合件332、334、336延伸關聯模塊的磁帶承載表面，從而有效地遠離磁帶承載表面的邊緣定位讀/寫元件。第二模塊304上的閉合件332可以是典型地在磁頭部上發現的類型的陶瓷閉合件。然而，第一模塊302和第三模塊306的閉合件334、336可以比第二模塊304的閉合件332短，如平行于磁帶在相應的模塊之上行進的方向所測量的。這使得能夠將模塊定位得更靠近在一起。生產更短的閉合件334、336的一種方式是將第二模塊304的標準陶瓷閉合件重疊額外的量。另一種方式是在薄膜處理期間在元件上方鍍覆或沉積薄膜封閉體。例如，可在模塊上形成硬質材料(例如鐵銹或鎳鐵合金(例如45/55))的薄膜閉合件。
63.在厚度減小的陶瓷或薄膜閉合件334、336或外部模塊302、306上沒有閉合件的情況下，寫入至讀取間隙間距可減小至小于約1mm，例如約0.75mm，或比常用的線性磁帶開放(lto)磁頭部間距小50％。模塊302、304、306之間的開放空間仍然可以被設置為大約0.5至0.6mm，這在一些方法中對于穩定第二模塊304上的磁帶運動是理想的。
64.取決于磁帶張力和硬度，可能希望使外部模塊的磁帶承載表面相對于第二模塊的磁帶承載表面成角度。圖6示出了其中模塊302、304、306處于切線或幾乎切線(成角度的)配置的裝置。具體地，這些外部模塊302、306的磁帶承載表面以第二模塊304的所希望的包角α2大致平行于該磁帶。換言之，這些外部模塊302、306的磁帶承載表面308、312的平面被定向成相對于第二模塊304大約磁帶315的所希望的包角α2。在該方法中，磁帶也將從尾部模塊306彈出，從而減少尾部模塊306中的元件上的磨損。這些方法對于寫-讀-寫應用是特別有用的。這些方法的其他方面與上面給出的類似。
65.通常，磁帶包角可以設定在圖5和圖6中所示的方法之間的大約中間。
66.圖7示出了其中模塊302、304、306處于外包裝配置的裝置。具體地，當相對于第二模塊304設定在所希望的包角α2時，這些外部模塊302、306的磁帶承載表面308、312比磁帶315的角度稍大。在該方法中，磁帶不從尾隨模塊彈出，允許其用于寫入或讀取。因此，前導模塊和中間模塊都可以執行讀取和/或寫入功能，而尾隨模塊可以讀取任何剛寫入的數據。因此，這些方法更適用于寫-讀-寫、讀-寫-讀和寫-寫-讀。在后一方法中，閉合件應比磁帶頂蓋寬以確保讀取能力。較寬的閉合件可能需要較寬的間隙與間隙分離。因此，優選方法具有寫-讀-寫配置，該配置可使用縮短的閉包，從而允許更近的間隙與間隙分離。
67.圖6和7中所示的方法的其他方面與以上給出的那些相似。
68.32通道版本的多模塊磁頭126可以使用具有與當前16通道搭載lto模塊相同或更小節距上的引線的電纜350，或者可替換地，模塊上的連接可以是風琴鍵盤以減少50％的電纜跨距。而且，寫入對非屏蔽電纜可以用于寫入器，其可以具有集成的伺服讀取器。
69.這些外包角α1可以在驅動器中設定，例如通過本領域已知的任何類型的引導件，例如可調節的滾輪、滑動件等，或者可替代地通過與頭部成一體的外伸支架。例如，可以使用具有偏移軸線的輥來設定包角。該偏移軸線產生旋轉的軌道弧，從而允許該包角α1的精確對齊。
70.為了組裝上述任何一種方法，可以使用傳統的u形梁組件。因此，相對于前一代的
頭部，可保持或者甚至減少所得的頭部的質量。在其他方式中，模塊可以被構造為整體。掌握了本教導的本領域技術人員將理解，制造這種頭部的其他已知方法可適用于構造這種頭部。此外，除非另有說明，本領域已知類型的工藝和材料可適用于符合本文教導的各種方法，這對于本領域技術人員在閱讀本公開后將變得顯而易見
71.當磁帶在模塊上運行時，優選地，磁帶充分靠近模塊上的磁換能器，從而高效地執行讀取和/或寫入，例如，以低錯誤率。根據一些方法，可以使用磁帶帳篷以確保磁帶足夠靠近該具有磁換能器的模塊部分通過。為了更好地理解這個過程，圖8a-8c示出了磁帶帳篷的原理。圖8a示出了具有在相對邊緣804、806之間延伸的上磁帶承載表面802的模塊800。示出了圍繞邊緣804、806纏繞的靜止磁帶808。如圖所示，磁帶808的彎曲剛度將磁帶提升離開磁帶承載表面802。磁帶張力傾向于使磁帶輪廓變平，如圖8a所示。在磁帶張力最小的情況下，磁帶的彎曲比所示的更呈拋物線形。
72.圖8b描繪了處于運動中的磁帶808。前緣(即，磁帶在移動時遇到的第一邊緣)可以用于從磁帶刮除空氣，從而在磁帶808和磁帶承載表面802之間產生低于空氣的空氣壓力。在圖8b中，當磁帶從左向右移動時，前緣是左邊緣并且右邊緣是后緣。因此，磁帶上方的大氣壓力促使磁帶朝向磁帶承載表面802，從而產生靠近每個邊緣的磁帶隆起。磁帶彎曲剛度抵抗大氣壓力的影響，從而導致磁帶靠近前緣和后緣隆起。建模預測兩個帳篷在形狀上非常相似。
73.圖8c描繪了即使當尾隨引導件810定位在磁帶承載表面的平面上方時，亞正壓力如何朝向磁帶承載表面802推動磁帶808。
74.因此，當磁帶通過模塊時，可以使用磁帶帳篷來引導磁帶的路徑。如前所述，磁帶帳篷可以用于確保磁帶足夠靠近具有磁換能器的模塊部分的通過，優選地使得讀取和/或寫入例如以低錯誤率有效地執行。
75.磁帶可被存儲在磁帶盒中，磁帶盒繼而被存儲在數據存儲庫內的存儲槽等處。磁帶盒可以被存儲在庫中，以便它們可用于物理檢索。除了磁帶和磁帶盒之外，數據存儲庫還可以包括將數據存儲到磁帶和/或從磁帶檢索數據的數據存儲驅動器。此外，磁帶庫及其中所包括的組件可以實現使得能夠訪問磁帶和存儲在磁帶上的數據的文件系統。
76.文件系統可以用于控制如何將數據存儲在存儲器中和從存儲器中檢索。由此，文件系統可以包括操作系統用來跟蹤存儲器中的文件的過程和數據結構，例如，文件在存儲器中被組織的方式。線性磁帶文件系統(ltfs)是可在給定庫中實現以使得能夠訪問兼容磁帶的文件系統的示范性格式。應了解，本文中所描述的不同方面可用廣泛范圍的文件系統格式來實施，包括例如ibm spectrum archive library edition(ltfs le)。然而，為了提供上下文且僅僅為了幫助讀者，可參考ltfs(其為文件系統格式的類型)來描述以下方法中的一些方法。這僅是通過舉例的方式完成的，并且不應當被認為是對在權利要求中定義的本發明的限制。
77.可以通過將磁帶盒插入到磁帶驅動器中來“加載”磁帶盒，并且可以通過從磁帶驅動器移除磁帶盒來“卸載”磁帶盒。一旦裝入磁帶驅動器中，盒中的磁帶可以通過從磁帶盒物理拉動磁帶(磁性記錄部分)并且將其通過磁帶驅動器的磁頭上方而“穿線”通過驅動器。此外，磁帶可以附接在卷盤上(例如，參見以上圖1a的121)以在磁頭上移動磁帶。
78.一旦穿入磁帶驅動器，可通過讀取磁帶上的元數據且使磁帶進入ltfs能夠將磁帶
用作文件系統的組成部件的狀態來“安裝”夾座中的磁帶。此外，為了“卸載”磁帶，優選地首先在磁帶上寫入元數據(例如，作為索引)，在此之后，可從允許ltfs使用磁帶作為文件系統的組成部件的狀態移除磁帶。最后，為了“解開”該磁帶，將磁帶從卷帶盤上取下并且再次被物理地放回磁帶盒的內部。即使在磁帶已經無螺紋之后，例如等待另一讀取和/或寫入請求，磁帶盒也可以保持加載到磁帶驅動器中。然而，在其他情況下，磁帶盒可以在磁帶被松開時從磁帶驅動器卸載，例如如上所述。
79.磁帶是順序存取介質。由此，通過在先前寫入的數據末尾附加該數據來向磁帶寫入新數據。因此，當數據被記錄在僅具有一個分區的磁帶中時，元數據(例如，分配信息)隨著其頻繁地更新而被連續地附加到先前寫入的數據的末尾并且相應地被重寫到磁帶。結果，當首先安裝磁帶以便訪問對應于磁帶的元數據的最新副本時，讀取最后面的信息。然而，這在安裝給定磁帶的過程中引入相當大的延遲。
80.為了克服由單個分區磁帶介質引起的這種延遲，ltfs格式包括被分成兩個分區的磁帶，所述兩個分區包括索引分區和數據分區。索引分區可以被配置為記錄元數據(元信息)，例如，文件分配信息(索引)，而數據分區可以被配置為記錄數據的主體，例如，數據本身。
81.參見圖9，根據一個方法示出了具有索引分區902和數據分區904的磁帶900。如圖所示，數據文件和索引存儲在磁帶上。如本領域技術人員在閱讀本說明書時將了解，ltfs格式允許在磁帶906的開始處將索引信息記錄在索引分區902中。
82.當索引信息被更新時，它優選地重寫索引信息的先前版本，從而允許在索引分區中的磁帶的開始處訪問當前更新的索引信息。根據圖9中所示的具體實例，元數據索引3的最新版本記錄在在磁帶906的開頭處索引分區902中。相反，元數據索引1、索引2、索引3的所有三個版本以及數據文件a、文件b、文件c、文件d被記錄在磁帶的數據分區904中。雖然索引1和索引2是舊的(例如，過時的)索引，但是由于如上所述通過將信息附加到先前寫入的數據的末尾來將信息寫入到磁帶，所以這些舊的索引索引1、索引2保持存儲在數據分區904中的磁帶900上而不被覆蓋。
83.取決于期望方法，可以相同或不同地更新索引分區902和/或數據分區904中的元數據。根據一些方法，可響應于未安裝磁帶而更新索引和/或數據分區902、904的元數據，例如，使得當再次安裝所述磁帶時，可從索引分區快速讀取索引。元數據優選地還被寫入到數據分區904中，因此磁帶可使用記錄在數據分區904中的元數據來安裝，例如作為備份選項。
84.根據一個并非旨在限制本發明的示例，ltfsle可用于提供在用戶明確指示系統這樣做時或在由用戶設定的預定時期指定的時間(例如，使得可減輕在突然電力停止的情況下的數據丟失)在數據分區中寫入索引的功能。
85.磁記錄介質及其制造方法
86.圖10示出了根據本文中所描述的各種方法的磁記錄介質1000的基本結構的部分截面圖，并未按比例繪制。作為選擇，本磁性記錄介質1000可結合本文中所列出的任何其他方法的特征來實現，諸如參考其他附圖所描述的那些特征。然而，當然，這種磁記錄介質1000和本文中呈現的其他介質可用于各種應用和/或在本文中列出的說明性方法中可以或可以不具體描述的置換中。此外，本文中呈現的磁記錄介質1000可用于任何期望的環境中。開發了在此公開的不同置換中的磁記錄介質1000，以在使用和存儲的所需環境之上改善磁
帶存儲介質的穩定性和性能。
87.除非本文另外描述，磁記錄介質1000的各層可以具有常規構造、設計和/或功能。在不同方法中，新的和新穎的層可以與常規層一起使用。在其他方法中，多個新的和新穎的層可以與其他常規層一起使用。
88.除非本文另外描述，否則磁性記錄介質1000的各層可以使用常規方法形成，尤其是在相應層具有常規構造的情況下。
89.磁記錄介質1000優選地是磁記錄帶，但是在其他方面是不同類型的可變形介質。
90.如圖10所示，在磁記錄介質1000中存在四個基礎層。任選的背涂層1002沿著基底1004的一側(圖中的下側)定位。底層1006沿著基板1004的另一側(圖中的上側)定位。記錄層1008位于底層1006上方。以各種方法，在磁記錄介質1000中可以存在常規構造的附加層。例如，可以去除背涂層，并且多個層沉積在基底的兩側上以允許在最終磁帶的兩側上進行記錄。
91.背涂層
92.背涂層1002可以存在或可以不存在于磁性記錄介質1000中。背涂層1002可具有常規構造、設計和功能，并且在一些方法中可具有常規組合物，所述常規組合物包含分散在聚合物粘合劑系統中的導電炭黑，如在工業上通常實施數十年，但同樣，可使用任何常規背涂層材料。優選地，背涂層1002由提供以下益處中的一種或多種的材料構造：促進與磁帶上方的線軸上的磁帶的另一部分的分離、摩擦學改善、靜電消散等。背涂層1002的優選厚度小于約0.3微米，優選地小于約0.2微米。
93.基板
94.基板1004優選地具有常規構造、設計和功能。基板1004通常為最厚的層。用于基底1004的示例性材料包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(聚酯或pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、超張力化的pen、芳香族聚酰胺類材料(例如，溶解的對酰亞胺，如由torayindustries，inc.以商品名mictrontm出售的那些，其地址在nihonbashimitsuitower，1-1，nihonbashi-muromachi，2-chrome，chuo-ku，tokyo103-8666，日本)等。
95.底層
96.底層1006在結構中提供一個或多個以下功能：衰減穿過記錄層的磁信號、將記錄層粘附到基板1004等。因而，在本文所述的大多數方法中，底層1006的功能不是保留寫入器磁通的任何存儲器，而是改進在向記錄層1008寫入期間來自寫入頭元件的寫入磁通盒。此外，來自寫入的任何保留的磁矩取向優選地是弱的或不存在的，以便使讀回過程中的噪聲最小化。
97.根據各種方法，底層中的磁性填充涂層的一個非常重要的屬性是在寫入期間遇到的非常快速的磁性切換期間快速吸收通過上面的記錄層的雜散場。理想的底層應具有非常低的殘余力矩(mr)，使得其在寫入場穿過底層的卷之后不保持取向。
98.在一些方法中，底層1006具有新的和新穎的構造。在一個方面，新的和新穎的底層1006可以存在于介質1000中，該介質1000具有在其上的常規記錄層1008。在另方面中，新的和新穎的底層1006可以存在于介質1000中，該介質1000具有在其上的新的和新穎的記錄層1008。在其他方法中，底層1006具有常規構造，并且存在于介質1000中，在介質1000上具有新的和新穎的記錄層1008。
99.在不同方法中，底層1006具有以下特性中的一個或多個，并且優選地具有以下特性中的所有特性：導電的弱磁(奧斯特(oe)中的體磁強度小于200oe，并且優選地小于100oe)。理想地，在其上形成記錄層1008之前底層被涂覆并壓延以改善記錄層1008界面，如下文更詳細描述的。在優選實施例中，底層1006具有記錄層1008的矯頑力的大約十分之一(以奧斯特為單位)和低剩余磁化強度，使得底層1006能夠充當磁場通量吸收器而不對其上方的記錄層1008產生信號干擾。
100.導電特性用于減少在帶上操作的磁頭的腐蝕。特別地，當磁帶展開時，記錄層之間的分離產生摩擦電勢和電流，這在干燥環境中可以產生靜電放電，而在潮濕的環境中會產生電化學通路腐蝕磁頭。這兩種情況對于磁帶性能和耐久性都是不希望的，都認為是磁頭腐蝕的重要因素。底層1006的導電特性有助于耗散電荷，例如，通過將電荷傳輸到耦合到地的集線器，從而使進入頭部的電荷最小化，并且因此減小冷凝水在磁帶和磁頭表面之間形成導電路徑的風險，所述導電路徑為記錄磁頭結構的電化學腐蝕提供路徑。
101.弱磁特性減少了由從底層1006發出的磁場貢獻的噪聲量，并且提高了底層之上的記錄層中的寫入位的分辨率。
102.在底層1006具有常規構造并且通常利用在微米尺寸范圍內的低矯頑力和低力矩顆粒的方法中。涂層未針對非常小(納米級)顆粒的高負載進行優化。在一些方法中，該底層是使用一種弱磁性氧化鐵來構建的，該弱磁性氧化鐵使用常規的聚酯-聚氨酯橡膠樹脂，其中用一種聚(異氰酸酯)固化的一種聚(乙酸乙烯酯-乙烯醇-氯乙烯)硬樹脂，如早期磁帶式產品形式中所使用的。然而，這種常規涂層沒有被特別設計或配制成最終磁帶中其上方的信號記錄層的最佳底層。
103.在優選的方法中，底層1006包括新配方，其中底層1006包括顆粒1010，顆粒1010是弱磁性的但也是導電的并且分散在低應力uv-固化的基質中，為基底提供良好的粘附性并且為其上方的非常薄的記錄層提供機械穩定性和應力消除。
104.在各種方法中，底層1006不需要具有窄分布的納米顆粒尺寸，盡管小顆粒的使用改善了在施加記錄層時呈現給記錄層的表面粗糙度。使用在此描述的新穎制造工藝，底層1006不會受到攻擊(在其上施加記錄層期間被記錄層溶脹)。
105.在優選的方法中，底層1006包括新的制劑，其中底層1006包括封裝的納米顆粒1010，每個納米顆粒包括由芳香族聚合物1014封裝的至少一種磁性納米顆粒1012，優選僅一種磁性納米顆粒1012。聚合粘合劑1016將封裝的納米顆粒結合在底層1006中。
106.底層1006中封裝的納米顆粒的平均濃度優選為至少約35體積％，例如，40體積％、45體積％、50體積％、55體積％、60體積％、大于約60體積％、在約40-75體積％的范圍內、在約45-75體積％的范圍內、在約50-75體積％的范圍內、在約35-50體積％的范圍內、在約40-60體積％的范圍內或上述范圍內的任何其他子范圍。理想情況下，封裝的納米顆粒的平均濃度不超過臨界顏料體積濃度(cpvc)，在該濃度下涂層將失去其機械完整性，不再作為可行、耐用的涂層發揮作用。對于納米顆粒填充的涂層，非常高的表面積可以顯著地減少cpvc，除非實施納米顆粒的新型封裝和粘合劑設計以允許更高的cpvc。對于具有增加的體積百分比的填充劑的一系列涂層，可以使用涂層的游離膜的動態力學分析(dma)確定cpvc。常規dma技術可以用于本文所述的新型制劑。cpvc是在拉伸儲能模量(e’)達到其最大值時的體積百分比下測定的。圖11描繪了根據各種方法下層中各種體積百分比顏料的cpvc dma
圖1100。這樣的圖1100是示例性的，其可由本領域技術人員按照本文中的教導并使用常規dma繪圖技術生成，并且不借助于過度的實驗。
107.磁性納米顆粒優選地包括弱亞鐵磁性材料。“弱亞鐵磁性”是指磁性納米顆粒不具有高矯頑力(hc)或磁矩(mr)，而是具有在讀取覆蓋記錄層期間貢獻最小信號的平均磁場強度。理想地，最終涂層對于觀察到的數據存儲層中寫入位的響應沒有表現出可檢測的噪聲信號貢獻。
108.在優選的方法中，磁性納米顆粒的矯頑力(hc)小于約200oe，更優選小于100oe，和大于50oe。磁性納米顆粒的場強的示例性范圍是50-200oe。這些磁性納米顆粒還優選地以低的殘余力矩為特征，例如，＜12emu/g。
109.用于磁性納米顆粒的優選材料是二氧化鉻，它具有弱磁性、導電性并且非常硬。在其他方式中，磁性納米顆粒包括以下中的一種或多種：其上具有氧化的外表面或氧化物的磁性金屬顆粒(以導電性為代價)，諸如鈷、鎳或鐵，以及它們的合金。
110.取決于材料，磁性納米顆粒的平均直徑優選在2納米(nm)至20nm的范圍內，更優選4nm至10nm，盡管在一些方法中平均直徑可以高于或低于該范圍。關于平均直徑的一個考慮是尺寸越小，粘合劑就越難將顏料適當地保持在涂料基質中。因此，應該選擇磁性納米顆粒的平均直徑以將臨界顏料體積維持在可接受的范圍內。如果平均直徑太小，則在相鄰顆粒之間可能存在不足的粘合劑，從而使材料易碎并且易于破裂。如果顆粒太大，底層1006和記錄層1008之間的界面失去本文描述的期望的平滑特性。
111.在優選的方法中，存在于底層中的磁性納米顆粒是弱磁性的并且導電的，并且被配制以產生干燥涂層，其施加于記錄層的溶劑的溶脹可忽略不計或沒有溶脹。在底層中使用納米顆粒優于使用較大顆粒以便允許與記錄層的更平滑的界面。
112.在各種優選實現方式中，封裝的納米顆粒可以具有寬的尺寸分布，只要所得干燥膜不超過臨界顏料體積濃度即可。
113.優選地，底層1006中的大部分顆粒用足夠的粘合劑涂覆，以便實現具有最小數目的涂覆顆粒簇或聚集體的內聚和穩定的涂層。理想的涂層在最終涂層中將不具有簇或聚集體，使得接近100％的顆粒作為單獨的顆粒完全分散在粘合劑基質中。粒子在基質中的良好分散(粒子的取向最小)進一步減少底層對記錄層中記錄信號的噪聲貢獻。
114.還優選地，封裝的納米顆粒彼此沒有良好地對齊，例如在底層1006中隨機取向。這通過減少在底層1006內形成有序磁性區來進一步改善底層的性能，這減少了在底層1006中產生的噪聲。盡管如此，盡管期望產生用于涂層制備的封裝顆粒的單分散非聚集分散體，但這對于底層不是必需的，因為機械性能比磁信號性能更重要。
115.封裝磁性納米顆粒的芳香族聚合物可以是和/或包括許多不同芳香族聚合物中的任何一種，只要芳香族聚合物封裝了底層1006中的磁性納米顆粒表面的至少約80％、優選磁性納米顆粒表面的至少約90％、理想情況下，磁性納米顆粒表面的約100％即可。因此，芳香族聚合物在磁性納米顆粒周圍形成至少部分的殼，并且優選形成完全的殼。
116.封裝納米顆粒的層可以薄至分子單層，例如小于0.4nm，但在約1-2nm厚處實現了更堅固的層。隨著層變厚，納米顆粒到涂層中的填充減少。這在底層中不如其在記錄層中那樣關鍵。
117.封裝磁性納米顆粒的芳香族聚合物的平均厚度優選在約0.5nm至約8nm的范圍內，
例如1-4nm、3-5nm、4-5nm、4-7nm、5-7nm等，但可以略高于或低于這些范圍。除非另外指出，否則在此使用的厚度通常指下層結構上的沉積厚度。
118.芳香族聚合物優選作為封裝層，因為芳環結構封裝磁性納米顆粒的表面。芳環具有非常有益的行為，特別是對于化學反應性金屬氧化物，如氧化鉻，這是由于這樣的分子中芳香性的獨特特性，如果與磁性納米顆粒的磁軸適當地對齊，這提供了改善的穩定性和在磁性納米顆粒的表面處的一些磁屏蔽。例如，由于它們獨特的分子電子結構以及緩和外部磁場的能力，這些芳環結構可以充當磁場改性劑。
119.芳香族聚合物還在顏料的表面提供磁屏蔽，并有助于將磁性納米顆粒與其他顆粒隔離以改善封裝的納米顆粒的獨立轉換，導致更高的位分辨率。
120.優選的芳香族聚合物是氨基甲酸酯。已知可與二氧化鉻顆粒反應以有效地封裝顆粒并在緊密填充的基質中從其相鄰物中分離顆粒的芳香族分子的優選實例是亞甲基雙二苯基氨基甲酸酯。理想地，當與二氧化鉻納米顆粒一起使用時，封裝聚合物由亞甲基雙二苯基氨基甲酸酯與作為芳香族氨基甲酸酯的酯片段的官能丙烯酸聚酯構成。在紫外線照射時，顆粒表面上的聚合可以進行以形成封裝聚合物膜層。
121.特別是為了與二氧化鉻磁性納米顆粒一起使用，該芳香族聚合物優選地是脂肪族取代的芳香族化合物，例如具有與鉻反應的可氧化部分，從而有助于該芳香族聚合物吸附到該二氧化鉻微粒上。已知二苯基甲烷二氨基甲酸酯的芐基碳被二氧化鉻有效地氧化以將所得二苯基酮緊密地結合到顆粒表面上。
122.在其他方式中，芳香族聚合物包括反應性官能取代基，例如胺、醇、羧酸或腈基。實例是肉桂酸，它以與苯乙烯的共聚物形式存在，以在納米顆粒表面形成結合的聚合物層。
123.在其他方式中，芳香族聚合物包含一個或多個具有取代基的重復單元，這些取代基能夠化學吸附和/或鍵合至顆粒表面，例如胺、羧酸(例如肉桂酸)和將與所使用的磁性納米顆粒的表面鍵合的其他功能性芳香族化合物。
124.在可替代的實現方式中，這些封裝的微顆粒的封裝層不是全芳香族聚合物，而是可以是共聚物，如聚酯聚氨酯或丙烯酸改性的聚氨酯。實例包括已知類型的脂肪族聚合物、已知類型的非芳香族聚合物等。
125.將封裝的納米顆粒結合在一起的聚合物粘合劑可以是和/或包括各種類型的粘合劑材料。在優選的方法中，粘合劑包括丙烯酸聚合物，例如丙烯酸或丙烯酸酯的聚合物，和優選功能性丙烯酸類聚合物。在各種方法中適合用作粘合劑的示例性丙烯酸聚合物包括組分如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸等。通常，優選的聚合物粘合劑是數均分子量小于約2400，優選小于約1200的那些。
126.在優選的實現方式中，該聚合物粘合劑具有uv可固化的官能度以使得能夠結合到這些封裝的微顆粒的封裝層上。這種官能度可以由丙烯酸酯基團、乙烯基等提供。
127.在一些方式中，粘合劑包括氯乙烯、乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物。在其他方法中，粘合劑包括聚酯或聚醚聚氨酯。對于納米顆粒填充的涂層，聚合物的分子量(尺寸)比以前使用的材料低得多。通常，在uv固化之前，有用的聚合物的長度小于20個重復單元。
128.底層1006中封裝的納米顆粒與粘合劑的相對量應當在不高于臨界顏料體積濃度(cpvc)的范圍內。本領域技術人員一旦掌握了本文所述的新型制劑，將能夠使用已知技術基于所用材料的特性(例如所用粘合劑、顆粒表面積等)計算cpvc。一般的經驗法則是底層
1006中的顏料(包封的納米顆粒)小于約50體積百分比，從而保持底層1006的結構完整性，以及底層1006的其他功能，諸如結構穩定磁性層、增強磁帶的耐久性以及提供記錄層1008的粘附性。顏料載量優選足夠高以提供用dma測量的足夠的機械完整性，將保持足夠的導電性以減輕不希望的摩擦電性能。
129.另外的材料可以存在于底層1006中，如用于在應用和固化之前的分散穩定化的可移動潤滑劑和/或穩定劑。
130.所得底層1006的特征優選為弱磁性、導電、封裝的納米顆粒分散體在與顏料(封裝的納米顆粒)緊密結合的粘合劑中，從而獲得干燥涂層，其起始玻璃化轉變溫度tg在拉伸儲能模量(e')與從0
°
攝氏度(c)到60℃的溫度曲線。tg應高于35℃，優選超過約45℃，并且在20℃下通過dma在10hz下測量的e’的絕對值為至少約6吉帕斯卡(gpa)至高達約16gpa或略高，例如約8gpa、約10gpa、約11gpa、12gpa、約15gpa、約16gpa。在大多數方案中，磁帶的正常操作范圍在0℃至60℃的范圍內，但是可以更高或更低。
131.在常規磁記錄帶中使用的粘合劑導致底層1006具有20℃-30℃的玻璃化轉變溫度。這太軟，導致底層1006在使用期間太柔韌而不能提供穩定和一致的記錄介質。然而，底層1006應當具有足夠的彈性，以在使用和儲存期間保持堅韌和耐久。因此，優選實施例導致底層1006具有由e’對溫度dma圖確定的超過約35℃的起始tg，其中優選起始tg為在10hz到至少50℃下保持在彈性狀態下的非常寬的響應。
132.底層1006的平均厚度小于1微米且優選小于約0.6微米。優選較低的厚度以允許更多的磁帶纏繞到給定磁帶盒的固定體積中。
133.在優選的方法中，在底層1006中不存在磨粒，并且理想地，在產品中根本不存在磨粒。現今和未來的記錄頭中，為了清潔磁頭和/或減少粘滯現象而常規增加的磨粒對收縮的讀寫結構構成日益無法容忍的缺陷和損壞源。然而，在其他方法中，磨粒可以存在于底層1006中。
134.底層1006優選在施加磁性記錄層1008之前被施加至基板1004、至少部分干燥并固化，以使層間混濁度最小化。因此，在優選方案中，記錄層1008基本上不與底層1006混合(反之亦然)。該特征克服了磁記錄帶產品中的長久存在的問題。
135.參考圖12，示出了常規磁記錄帶1200的橫截面的tem圖像。如圖所示，清楚地限定了記錄層與下層底層之間的界面。記錄層中的光粒子是鋇鐵氧體粒子。如圖所示，鋇鐵氧體顆粒既不是單分散的，也不緊密堆積在記錄層中。此外，在不存在顆粒的地方存在空隙。此外，記錄層與底層之間的界面相當粗糙。理想地，磁場將從寫入器完全垂直地穿過記錄層。遺憾的是，磁場在離開寫入器時擴展或彎曲，其中離寫入器的極尖越遠，曲率就越明顯。空隙、記錄層與底層之間的波動界面、以及磁性顆粒的非均勻分散都復合了擴展寫入場的影響。在轉變被寫入(例如，寫場被向下引導，然后隨著帶移動通過寫入器向上)并且場在穿過記錄層時擴展(比如說10％-20％)的情況下，過渡不尖銳，降低了磁帶的分辨率。在回讀期間，過渡是嘈雜的，因為它不清晰。回讀期間信噪比(snr)提高1db是一項重大成就。發明人相信，使用本文所述的在固化底層上形成的新型且新穎的記錄層，可實現在回讀期間高達5db或6db的信噪比(snr)的改進，從而使層間混濁度最小化。
136.在優選的方法中，底層的上表面基本上是平坦的，調制度小于在最終帶涂層的tem橫截面中成像的界面邊界厚度的約25％，優選小于約5％，例如，類似于圖12中所示的記錄
層的上表面。
137.制造底層的工藝
138.下面提供根據不同方法來制造例如磁性記錄介質的底層1006的方法。作為一個選項，可以實施本方法以制造諸如上文描述的那些底層1006。然而，當然，這種方法以及在此呈現的其他方法可以用于形成底層1006，該底層1006可以或可以不與在此列出的說明性方面相關。此外，本文呈現的方法可以在任何期望的環境中進行。此外，根據不同方法，比下面描述的操作更多或更少的操作可以包括在該方法中。還應注意，前述特征中的任一者可用于根據不同方法所描述的方法中的任一者中。
139.該方法通常包括形成底層1006，該底層1006具有包封的納米顆粒，每個納米顆粒包含至少一個被芳香族聚合物包封的磁性納米顆粒，以及結合包封的納米顆粒的聚合物粘合劑。
140.可以購買或制造封裝的納米顆粒。例如，在一些方法中，可以使用可用于醫學成像和藥物遞送應用的市售的封裝的納米顆粒。
141.在一種方法中，形成底層1006包括將聚合物粘合劑與封裝的納米顆粒和溶劑(溶劑體系)混合以形成混合物。優選選擇封裝的納米顆粒和粘合劑的相對量以提供先前部分中所列的特性。例如，混合包括將封裝的納米顆粒超聲分散到聚合物粘合劑和溶劑中，從而在溶劑中產生可輻射固化的乳液。
142.常規涂覆方法將需要配制以獲得有用的粘度并且可能需要比目前先進磁帶結構的目標設計而言最佳分子量高得多的粘合劑。因此，在此描述的是不適用于常規涂覆的配制品的實例。所有實施例最好作為噴霧氣溶膠涂層施涂于基材上，但是也考慮其他涂覆方法。
143.一般而言，本文使用的溶劑應提供一種或多種，優選全部以下特征：溶劑引起聚合物粘合劑溶脹，但允許聚合物在顏料周圍塌陷而不是在干燥期間收縮。該溶劑致使聚合物粘合劑的鏈展開并且朝向其θ條件(最小自由體積)移動。
144.當聚合物粘合劑處于θ條件時，層是最穩定的，并且它是在應該發生固化的點。當聚合物粘合劑接近其θ條件時，由于發生固化的速度，優選uv固化。
145.溶劑組分之一應該是粘合劑添加劑的良好溶劑，并有助于懸浮聚合物封裝的磁性顆粒。第二溶劑可以是用于聚合物粘合劑的非溶劑。隨著“好”溶劑相蒸發，剩余的涂層移動更接近非溶劑主導的聚結涂層。第二富溶劑涂層因此通過干燥過程中的點，其中粘合劑和封裝的磁性顆粒大約處于其最小自由體積或θ條件。這在最終的干燥涂層中產生最小的殘余應力。這又消除了最終磁帶中的卷曲和卷邊。
146.優選的溶劑是水和四氫呋喃(thf)溶劑體系，其相對濃度使得溶劑體系幾乎完全共沸。該溶劑體系優選與丙烯酸類聚合物粘合劑一起使用，因為其干燥良好，對環境友好，耗能較小，并且作為共沸物對燃燒或爆炸較不敏感。thf/水溶劑也是優選的，因為thf在干燥時首先離開，接著是水，這有助于維持粘合劑朝向θ條件。特別地，thf首先由于其比水更高的揮發性而離開。有機溶劑的出現首先允許膜的聚結塌陷并降低應力。然后水主導溶劑界面，從而使聚合物接近θ條件。
147.只需要稍微增加水的比例超過共沸混合物濃度(例如6.7質量％)即可提供最佳的涂層干燥。在64℃下，在92％-93％thf中，在7％-8％水的范圍內產生溶劑混合物。與當前的
磁帶涂覆方法相比，這種更低的干燥溫度具有減少操作成本的額外好處。
148.將所得混合物(顏料+溶劑)施加到結構，諸如基板1004上。可以使用任何合適的技術來施加該混合物。當顏料和溶劑的混合物形成乳液時，優選的技術是噴涂，其提供快速、均勻的施加，而沒有典型的刷涂的條紋或典型的刮涂的塊。其他施加技術包括刮刀涂覆、槽模涂覆、凹版輥的使用等。
149.在另一種方法中，形成底層1006包括將聚合物粘合劑與封裝的納米顆粒混合以形成微懸浮液，而不添加分散劑或其他添加劑以產生穩定的分散體。
150.干燥所施加的混合物以去除至少一些溶劑，或基本上完全干燥。例如，可以干燥所施加的混合物，從而去除更揮發性的有機溶劑(例如，thf)，從而增加干燥膜中的非溶劑含量。在干燥過程中，隨著溶劑被去除，聚合物粘合劑在封裝的微顆粒之間塌陷。例如，在粘合劑是疏水性的一個方面，留下所施加的混合物的最后溶劑是水，粘合劑用的非溶劑，因此迫使疏水性粘合劑坍塌到顏料上。這還使干燥涂層中的殘余應力最小化，由此防止諸如磁帶卷曲的情況。干燥優選使用強制空氣在低溫(小于約75℃)條件下進行。
151.最終將為磁記錄層提供底層的部分干燥的涂層可以使用例如固化兩層的熱誘導化學反應、固化兩層的輻射誘導化學反應等來固化。例如，施加紫外光或其他已知的輻射暴露以引起聚合物粘合劑的交聯。如果對于兩個涂層都采用適當的溶劑選擇，則固化步驟導致兩個層之間的最小應力并且導致穩定(平坦)的涂層。
152.在熱誘導固化的情況下，可以使用化學反應來減少涂層中的溶劑溶脹以及改善固化的涂層的機械特性。干膜中的化學固化緩慢且低效，無法實現所需的固化高度填充涂層的均勻性。優選的方法是使用輻射誘導的化學固化。幸運的是，所有當前和未來用于磁帶應用的磁記錄層現在都足夠薄，以允許光線穿過涂層的有效移動并在富含粘合劑的區域內實現化學反應，所述富含粘合劑的區域是這種固化反應的目標。眾所周知，紫外線(uv)輻射可以活化自由基的形成，所述自由基可以攻擊不飽和碳鍵如烯烴、乙烯基和丙烯酸酯以引發這些反應性物質的聚合以形成更剛性的分子結構。紫外固化也是優選的，因為底層1006也可以在自由基形成期間粘結到一些襯底1004，由此改善帶的耐久性。
153.在固化底層1006之后，在底層1006上或上方形成磁性記錄層1008。通過在其上形成任何類型的磁性記錄層1008之前干燥和固化底層1006，底層與記錄層之間的界面處的層間混濁度被最小化。這克服了在常規磁記錄帶制造中普遍存在的問題，導致對磁帶可達到的面記錄密度的限制。
154.在一種示例性方法中，弱磁性材料(二氧化鉻)的納米顆粒用芳香族聚合物殼(亞甲基雙二苯基氨基甲酸酯，具有官能丙烯酸聚酯作為芳香族氨基甲酸酯的酯鏈段)包覆，并與官能丙烯酸聚合物結合在一起。使用超聲分散方法將前述材料的制劑分散到四氫呋喃(thf)和水溶劑體系中的紫外線(uv)可固化乳液中，施涂到基材1004上方，干燥并固化。干燥的涂層具有用芳香族玻璃狀聚合物封裝的顏料，使得基質高度填充有磁性和導電顏料至超過40％，同時保持由氨基甲酸酯粘合劑的聚酯-丙烯酸酯區域形成的彈性的橡膠狀顆粒間基質。
155.封裝磁性納米顆粒的制備工藝
156.在各種方法中，稍后使用本文所公開的任何新方法封裝的基礎磁性納米顆粒使用已知技術(例如研磨)制備。在其他方法中，基礎磁性顆粒以即用形式獲得，并使用本文公開
的任何新方法封裝。
157.封裝的磁性納米顆粒的形成可以使用各種技術來進行。現有的封裝磁性納米顆粒的方法已經證明是不成功的。在優選方式中，磁性納米顆粒與其中存在芳香族分散劑的有機溶劑混合，而不是試圖維持封裝的納米顆粒前體的分離(尚未通過高熱轉化而轉化成最終磁性狀態)。將芳香族物質吸收到納米顆粒上允許顆粒在初始溶劑(如對于許多合適的芳香族分散劑為良好溶劑的甲苯)中的穩定懸浮。在施加超聲分散能量下加熱混合物以維持懸浮液。在蒸餾前，將高沸點芳烴如蒽、菲、芘等加入到甲苯的近似體積中。將混合物加熱至甲苯沸點以上，蒸餾出甲苯，留下分散納米顆粒在完全芳香族多芳香族熔體如熔融菲中的熔融懸浮液，其在380℃以上熔融。
158.在一個示例性方法中，在壓力容器中加熱混合物以允許溫度升高至400℃并保持4至6小時。將鐵納米顆粒轉化成氧化鐵的磁性ε形式。在該方法中，磁性顆粒保持封裝在完全芳香族殼中。
159.然后將混合物冷卻至室溫，然后進行處理以提取封裝顆粒。一旦冷卻至室溫，將具有分散的納米顆粒的蠟狀固體溶解在溶劑如甲苯中以再次獲得納米顆粒在混合的芳香族溶劑中的分散體。現在向其中加入足夠的氯仿等以允許芳香族層分離并且從懸浮于氯仿中的顆粒中傾析。
160.如果改性芳香族封裝層以便具有足夠的殘余極性官能度從而允許穩定地分散到水中，則可以通過蒸餾氯仿或通過溶劑交換到水中以形成乳液而保持的懸浮液來回收干燥顆粒。
161.記錄層
162.在一些方法中，記錄層1008具有新型和新穎的結構。在一個方面，新型和新穎的記錄層1008可以存在于介質1000中，其中常規底層1006位于介質1000下方。在另一方面中，新型和新穎的記錄層1008可以存在于介質1000中，在介質1000下方具有新型和新穎的底層1006。在其他方法中，記錄層1008具有常規構造，并且存在于介質1000中，在介質1000下方具有新型和新穎的底層1006。
163.在記錄層1008具有常規構造的方法中，分散在粘合劑系統中的弱磁性顆粒的分散體可以用作通量耗散層，該弱磁性顆粒在分散之前不試圖在玻璃狀囊封層中囊封這些顆粒，如在當前磁帶介質的構造中實踐了超過10年。這些底層可以具有或可以不具有用于導電性或研磨強度改進的附加顆粒。
164.在優選方案中，記錄層1008包括新配方，其中記錄層1008包括封裝的納米顆粒1018和結合封裝的納米顆粒的聚合物粘合劑1024，封裝的納米顆粒1018各自包含至少一個被封裝層1022封裝的磁性納米顆粒1020，并且優選地僅包含單個磁性納米顆粒1020。通常，記錄層1008中的磁性納米顆粒的磁強度顯著大于底層1006(如果存在的話)中的納米顆粒的磁強度。
165.記錄層1008中封裝的納米顆粒的平均濃度優選為按重量計至少約35％(wt％)，例如約45-50％wt％，在約35-50wt％的范圍內，優選在約46-50wt％的范圍內，或者在上述范圍內的任何其他子范圍。
166.記錄層1008的封裝納米顆粒中的磁性納米顆粒可由適用于既定應用(例如，磁性記錄)的任何磁性材料構造。此外，在一些方法中，可在磁性納米顆粒中使用可用于磁性成
像的磁性材料。在不同方法中，磁性納米顆粒包括至少一種磁性材料，該磁性材料選自下組，該組由以下各項組成：鎳、鈷、和鐵的合金和/或氧化物，包括使用鎳、鈷、和鐵的組合的混合化合物和晶體，例如：鐵-鋇、nife、鋇鐵氧體、和鈷鉑。
167.應注意，本文所述的方法可應用于目前通常不可用于磁帶存儲層的其他納米顆粒如mnal和甚至可受益于涂層完整性的改善控制的非磁性分散體如用于砂紙和其他研磨劑的sic和sio2分散體。因此，任何已知類型的磁性納米顆粒可用于不同方法中。
168.在優選的方法中，這些磁性納米顆粒包括至少一種選自下組的磁性材料，該組由以下各項組成：co3o4、cofe、fe3o4、α氧化鐵(α-fe2o3)、ε氧化鐵(ε-fe2o3)、以及co(fcc)。在其他方法中，磁性納米顆粒可包括錳鋁合金、磁性金屬的氧化物和尖晶石鐵氧體。
169.記錄層1008中的磁性納米顆粒的平均直徑優選在約2nm至約20nm的范圍內，優選在約2nm至約10nm的范圍內，尤其對于ε氧化鐵顆粒。該平均直徑可以高于或低于這個范圍，這取決于該磁性納米顆粒失去其剩磁并且變為超順磁的尺寸。通常，較小的平均直徑對于提高位分辨率的目的而言更好。
170.優選地，用于記錄層的封裝納米顆粒具有相同的組成、晶體結構和形態以及非常窄的粒度范圍，以在數據寫入期間優化對施加的外部場的最終記錄層響應。在優選的方法中，大于約80％的封裝的納米顆粒在其中僅具有單一磁性納米顆粒，更優選大于約90％，甚至更優選大于約98％，并且理想地至少約100％的封裝的納米顆粒在其中僅具有單一磁性納米顆粒。
171.封裝磁性納米顆粒的芳香族聚合物可以是和/或包括許多不同芳香族聚合物中的任何一種，只要芳香族聚合物封裝了底層1006中的磁性納米顆粒表面的至少約75％、優選地磁性納米顆粒表面的至少約90％、并且理想地磁性納米顆粒的約100％并且尤其是用于記錄層中的磁性納米顆粒的優化。在記錄層中，顆粒封裝的效率應盡可能接近100％，如通過實際用于構造大量的可行方法可獲得的。因此，芳香族聚合物在磁性納米顆粒周圍形成至少部分的殼，并且優選形成完全的殼。在最終記錄層1008中，封裝磁性納米顆粒的芳香族聚合物的平均厚度優選小于1nm。優選地，芳香族聚合物殼的平均厚度在約0.5nm至約1nm的范圍內，例如0.5-0.75nm、0.6-0.8nm、0.7-1nm、0.8-1nm等，但可以略高于或低于這些范圍。在一些情況下，可以在封裝過程期間形成部分涂覆的納米顆粒的簇或聚集體，所述簇或聚集體可以通過配制過程持續到最終涂層中。只要這些簇和聚集體不是涂層的重要部分(例如，小于10％(體積)且小于最終涂層厚度，以免造成表面粗糙度和缺陷(例如，直徑小于最終干燥涂層厚度的60％)簇和聚集體的存在不應限制層所需的功能。
172.在封裝的納米顆粒熱解的實施例中，所得碳殼的平均厚度在約0.05nm至約1nm的范圍內。
173.此類薄殼改善了記錄層1008中的磁性顆粒填充密度，并且因此實現更高的記錄位分辨率。
174.芳香族結構優選作為用于隔離磁性納米顆粒的封裝層，因為它們獨特的電子特性，這些特性使每個納米顆粒與磁場有一些微弱但顯著的分離，在最終緊密堆積的干涂層中將它們與它們的近鄰耦合。
175.所述芳香族聚合物優選包含對其中使用鐵磁性納米顆粒的氧化鐵具有粘附性的官能團。示例性官能團包括羧酸酯官能團、腈官能團等。
176.優選的芳香族聚合物是可輻射固化的取代芳香族聚合物。在另一種方法中，芳香族聚合物是苯乙烯，如聚苯乙烯。理想地，芳香族聚合物是具有在苯乙烯單體上的對位具有橡膠狀聚合物鏈的共聚物的聚苯乙烯。優選地，封裝層包括聚芳香族膜。
177.在其他方式中，芳香族聚合物是一種可用于產生石墨、碳纖維、碳納米管等的已知前體的芳香族聚合物。因此，封裝層可為石墨狀主導連續膜。
178.將封裝的納米顆粒結合在一起的聚合物粘合劑可以是和/或包括各種類型的粘合劑材料。
179.設想的方法試圖將封裝的磁性納米顆粒摻入到傳統粘合劑系統中，但是發現這些方法導致記錄層具有比從顆粒更小并且更多地填充到定向膜中的假設中預測的更大的噪聲和更差的信號性能。盡管不完全理解使用傳統粘合劑體系的方法中這種不良性能的原因，但本發明人發現本文所述的新技術產生表現出優異記錄性能的新記錄層，遠遠優于使用傳統粘合劑體系的所述方法。
180.在優選的方法中，粘合劑包括丙烯酸類聚合物，例如丙烯酸或丙烯酸酯的聚合物，和優選功能性丙烯酸類聚合物。在特別優選的方法中，聚合物粘合劑包括可輻射固化的橡膠狀丙烯酸類聚合物。在各種方法中適合用作粘合劑的示例性丙烯酸聚合物包括丙烯酸封端的聚酯，和包括組分如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸等的那些。例如，粘合劑可以包括丙烯酸封端的脂肪族聚酯或脂肪族聚醚聚合物。通常，優選的聚合物粘合劑是數均分子量小于約2400，優選小于約1200的那些。
181.在各種方法中，記錄層1008中使用的粘結劑可以與底層1006中使用的粘結劑相同或不同。
182.記錄層1008在使用操作溫度范圍內應該是柔性的(橡膠狀的)，同時提供抗撕裂性和抗沖擊性。因而，優選實施例產生具有超過約35℃，優選超過約45℃，且理想地至少約50℃的玻璃化轉變溫度的記錄層1008。這可以通過粘合劑的選擇來實現。
183.記錄層1008中可以存在附加材料，例如潤滑劑。然而，本文公開的不同方法的一個益處是它們允許消除常規的添加劑，例如記錄層的磨粒。
184.垂直于記錄層1008的形成平面測量的記錄層1008的平均厚度小于約0.2微米，并且優選小于約0.1微米。記錄層1008的此厚度的益處是uv光能夠到達記錄層1008的所有部分，甚至在其中具有顏料的情況下，由此確保貫穿該層的快速、一致的固化。較厚的常規記錄層不能夠進行uv固化，并且因此依賴于不那么快的其他類型的固化。因此，隨著傳統磁帶的形成，隨著磁帶纏繞在卷軸上，固化繼續進行。然而，將磁帶纏繞在卷軸上會在整個磁帶上產生張力和應力(例如徑向壓縮)，從而導致膠帶的機械特性發生變化，其從集線器的內側處的磁帶變化到集線器的外側處的磁帶。
185.在記錄層1008直接形成在底層1006上的情況下，記錄層1008優選地在底層1006固化之后施加，以使最小化層間混濁。因此，在優選方案中，記錄層1008基本上不與底層1006混合(反之亦然)。
186.優選地，底層1006具有小于200oe、并且優選地小于100oe的以oe計的體磁場強度。底層1006可以具有與本文其他地方公開的底層類似的構造和/或特性。
187.在一些方面中，潤滑劑分子1030耦合到記錄層1008的表面。這些潤滑劑分子可以結合到該表面上、嵌入該表面中、或兩者。優選地，潤滑劑分子沿著記錄層1008的表面的量
小于將沿著記錄層1008的表面形成連續潤滑劑膜的量。
188.在優選方案中，記錄層1008中不存在磨粒，并且理想地，產品中根本不存在磨粒。然而，在其他方法中，磨粒可以存在于記錄層1008中和/或從底層1006穿過。期望具有導電底層1006的記錄層1008的前述機械設計在不需要包含磨粒的情況下將實現磁帶表面的期望低摩擦和磁頭腐蝕特性，磨粒構成越來越不能容忍的缺陷和當前以及未來記錄磁頭中不斷縮小的讀寫結構的損壞源。
189.記錄層的制作工藝
190.下文呈現根據不同方法來制造例如磁性記錄介質的記錄層1008的方法。作為選擇，可實施本方法以制造記錄層1008，例如上文所述的記錄層。然而，當然，此方法和本文所呈現的其他方法可用于形成記錄層1008，記錄層1008可涉及或可不涉及本文所列出的說明性方面。此外，本文呈現的方法可以在任何期望的環境中進行。此外，根據不同方法，比下面描述的操作更多或更少的操作可以包括在該方法中。還應注意，任何前述特征可以用于根據各種方法描述的任何方法中。
191.該方法通常包括形成磁記錄層1008，該磁記錄層1008具有包封的納米顆粒，每個納米顆粒包括至少一種被芳香族聚合物包封的磁性納米顆粒，以及結合包封的納米顆粒的聚合物粘合劑。
192.在一種方法中，形成記錄層1008包括將磁性納米顆粒和芳香族聚合物加熱到導致磁性納米顆粒在芳香族聚合物中懸浮的溫度。通常，對于大多數芳香族聚合物，取決于所使用的芳香族聚合物，溫度在約200攝氏度至約538攝氏度的范圍內。
193.當芳香族聚合物具有簡單的芳香族結構時，可以使用小于200攝氏度的溫度。優選地選擇磁性納米顆粒和芳香族聚合物在懸浮液中的相對量以提供在先前部分中列出的特征，以及避免產生納米顆粒簇。
194.有機溶劑可以與納米顆粒和芳香族聚合物混合以產生防止納米顆粒聚集和燒結的懸浮液。此類溶劑可以包括熔融芳香族溶劑，例如菲。優選地，該溶劑是不會導致與這些磁性納米顆粒的氧化反應的溶劑。也可以加入甲苯等以使混合物更趨向于乳液。
195.在一些方法中，封裝的顆粒被熱解，產生封裝在碳殼中的磁性納米顆粒。
196.將磁性納米顆粒和芳香族聚合物的溫懸浮液與聚合物粘合劑和溶劑混合以形成混合物。優選使用超聲分散來產生乳液。如在常規制造技術中典型的，這種封裝的納米顆粒合成和聚合物封裝技術有益地消除了從聚集的顆粒簇中研磨和再分散的需要。
197.通常，溶劑混合物應提供一種或多種，優選全部以下特征：最易揮發的溶劑(在干燥期間首先離開)導致聚合物粘合劑溶脹，干燥期間第二或最后離開的溶劑理想地是粘合劑的不良溶劑，使得在干燥期間，溶液通過該粘合劑的θ條件，并迫使粘合劑在顏料周圍塌縮，而不是在干燥期間收縮，這會導致最終涂層中產生不希望有的應力。在干燥過程中留下的最后溶劑(對于粘合劑是一種非溶劑)迫使溶脹的鏈盤繞成它們的最小自由體積狀態(稱為θ條件)，因為它在干燥過程中從被第一溶劑充分溶劑化到被包裹在富含非溶劑的環境中。當聚合物粘合劑處于θ條件時，該層最穩定，并且在該點處應發生固化。由于固化發生的速度，當聚合物粘合劑接近其θ條件時優選uv固化。
198.優選的溶劑是相對濃度的水和thf溶劑體系，使得溶劑體系主要與輕微過量的水共沸，以迫使最終干燥涂層在干燥期間通過θ條件。thf首先由于其比水更高的揮發性而離
開。有機溶劑的出現首先允許膜的聚結塌陷并降低應力。然后水主導溶劑界面，從而使聚合物接近θ條件。
199.在其他方式中，系統可以由水支配，使得涂層是真正的乳液，所吸收的粘合劑充當乳化劑以及在最終涂層中提供橡膠相樹脂。在其他途徑中，有用的溶劑可以包括揮發性極性有機物與用于粘合劑的較高沸點非溶劑(像mek/甲苯、丙酮/甲基異丁基酮等)的混合物。
200.將所得乳液/溶劑施加到結構(例如上述底層1006)或另一基底上。可以使用任何合適的技術來施加乳液/溶劑。優選的技術是特別設計的低壓高體積噴涂，其提供快速、均勻的施加，不會產生刷涂或厚度變化的典型條紋，以及對這些非常薄的涂層的高剪切刀片或模具擠出涂布方法導致的界面調制。
201.將施用的混合物部分干燥以除去至少一些溶劑，或基本上完全干燥。在干燥過程中，隨著溶劑被去除，聚合物粘合劑塌縮到封裝的微粒上。例如，在粘合劑是疏水性的一個方面，留下所施加的混合物的最后溶劑是水，粘合劑用的非溶劑，因此迫使疏水性粘合劑坍塌到顏料上。這還使干燥涂層中的殘余應力最小化。干燥優選使用強制空氣在低溫(小于約75℃)條件下進行。
202.至少部分干燥的施涂的混合物被固化，以在隨后的加工和暴露于環境應力期間限制剛涂覆的應力釋放層中的進一步膨脹或收縮，以產生具有緊密堆積的磁性納米顆粒的薄的高密度記錄層1008。在一種方法中，輻射至少部分干燥的施用混合物。例如，施加uv光或其他已知的輻射暴露以引起聚合物粘合劑的交聯。在另一種方法中，執行不同的固化過程，如通過加熱以增加封裝的納米顆粒層中的熱反應性官能團與干燥膜的橡膠狀粘合劑相的反應。
203.作為選擇，可在記錄層1008的形成期間添加潤滑劑，潤滑劑分子1030在記錄層1008的形成之后最終變得耦合到記錄層1008的表面。這些潤滑劑分子可以結合到該表面上、嵌入該表面中、或兩者。再次，優選地，沿著記錄層1008的表面的潤滑劑分子的量小于沿著記錄層1008的表面形成連續潤滑劑膜的量。在一個說明性方法中，潤滑劑分子沿著記錄層1008的表面平均中心到中心分開約2至約15個分子半徑范圍內的距離而定位。
204.在一種方法中，潤滑劑分子1030被分散在有機溶劑相中并且在干燥過程中被攜帶到表面上，其中它們在固化過程中被接枝到該表面上，從而形成穩定的低摩擦層，而不會使潤滑劑分子移動到驅動軸承和磁頭表面。這反過來又減少了磁頭污染。
205.在其他方法中，將潤滑劑施加到完成的記錄層1008的外表面。
206.在一個說明性實例中，將用芳香族聚合物封裝的磁性納米顆粒如co3o4、cofe、fe3o4或co(fcc)的主要單分散懸浮液與橡膠狀聚合物組合，所述橡膠狀聚合物具有可輻射固化端基和具有足夠鏈長的側鏈，以在固化期間結合到分散納米顆粒的芳香族封裝層上的可輻射固化端基時提供橡膠相。所得懸浮液用于構造緊密堆積的薄記錄層1008，其中可記錄高密度記錄。連接至芳香族封裝層的橡膠鏈用能夠uv固化的丙烯酸或甲基丙烯酸官能團封端以形成高度交聯的基質，其中，通過橡膠相的溶脹將磁性顆粒保持至粘結涂層中的芳香族玻璃狀聚合物完全封裝磁性顆粒，例如，添加至溶劑中的丙烯酸封端的低分子量聚酯。溶劑溶脹涂層和聚酯的uv固化在干燥期間進行。
207.相對于當前的磁記錄介質，具有新底層和其上的新記錄層的磁記錄帶的各種益處包括但不限于：更薄的記錄層、更均勻的磁性顆粒分散、更光滑、底層和記錄層之間的較不
混濁的界面、較高的玻璃化轉變溫度、記錄層中磁性顆粒空隙的較低出現率或者基本消除等中的一個或多個。這些益處中的每一個導致磁記錄帶表現出諸如但不限于以下的一個或多個特性：更高的尺寸穩定性、更大的抗撕裂性、低至和低于1nm的更高的記錄分辨率、導致更高的信噪比的更低的噪聲等。
208.將清楚的是，前述系統和/或方法的不同特征可以以任何方式進行組合，從而從以上呈現的描述中創建多個組合。
209.還應當理解，可以以代表客戶部署的服務的形式提供本發明的實施例。
210.本文公開的發明概念已經通過示例來呈現，以示出在多個說明性場景、實施例和/或實現中的其無數特征。應當認識到，一般公開的概念被視為模塊化的，并且可以以其任意組合、排列或者合成來實現。此外，本領域普通技術人員在閱讀當前描述后將理解的對當前公開的特征、功能和概念的任何修改、變更或等同也應被認為在本公開的范圍內。
211.本發明的各種實施例的描述是出于說明的目的而呈現的，但并不旨在窮盡或限于所公開的實施例。在不脫離所描述的實施例的范圍的情況下，許多修改和變化對于本領域普通技術人員來說是顯而易見的。這里使用的術語被選擇來最好地解釋實施例的原理、實際應用或對在市場中發現的技術的技術改進，或者使得本領域普通技術人員能夠理解此處公開的實施例。
技術特征：
1.一種產品，包括：記錄層，包括：多個封裝的納米顆粒，每個納米顆粒包括由封裝層封裝的磁性納米顆粒，以及結合多個封裝的納米顆粒的聚合物粘合劑。2.如權利要求1所述的產品，其中多個所述磁性納米顆粒包括至少一種選自下組的磁性材料，所述組由以下各項組成：鎳、鈷、以及鐵。3.如權利要求1所述的產品，其中多個所述磁性納米顆粒包含至少一種選自下組的磁性材料，所述組由以下各項組成：co3o4、cofe、fe2o3、fe3o4、以及co(fcc)。4.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中多個所述磁性納米顆粒的平均直徑是在2納米至20納米的范圍內。5.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中，所述封裝層是選自由以下各項組成的組的層：聚芳香族膜、和類石墨為主的連續膜。6.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中，每個封裝層的平均厚度小于1納米。7.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中，結合多個所述封裝的納米顆粒的所述聚合物粘合劑是可輻射固化的橡膠狀丙烯酸類聚合物。8.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中，所述記錄層的平均厚度小于0.2微米。9.如權利要求1至7中任一項所述的產品，其中，所述記錄層的平均厚度小于0.1微米。10.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中，所述記錄層中不存在磨粒。11.如權利要求1至10中任一項所述的產品，其中，在所述產品中不存在磨粒。12.如前述權利要求中任一項所述的產品，包括底層，所述記錄層形成在所述底層上。13.如權利要求12所述的產品，其中，所述記錄層基本上不與所述底層混合。14.如權利要求12所述的產品，其中，所述底層是導電的。15.如權利要求12所述的產品，其中，所述底層包含具有平均磁場強度小于200奧斯特(oe)的多個磁性納米顆粒。16.如前述權利要求中任一項所述的產品，包括耦接至所述記錄層的表面的潤滑劑分子。17.如權利要求16所述的產品，其中沿著所述記錄層的表面的所述潤滑劑分子的量小于沿著所述記錄層的表面形成連續潤滑劑膜的量。18.如權利要求1所述的產品，其中所述封裝層包括芳香族聚合物。19.一種磁記錄帶，包括如以上任一項權利要求所述的產品。20.一種磁帶盒，包括：殼體；以及如權利要求19所述的磁記錄帶，至少部分地存儲在所述殼體中。21.如權利要求20所述的磁帶盒，包括耦接到所述殼體的非易失性存儲器。
技術總結
一種產品包括記錄層。記錄層包括多個封裝的納米顆粒，每個封裝的納米顆粒包括由封裝層封裝的磁性納米顆粒。聚合物粘合劑結合多個封裝的納米顆粒。根據另一方法的產品包括記錄層。記錄層包括多個封裝的納米顆粒和結合封裝的納米顆粒的聚合物粘合劑，每個封裝的納米顆粒包括由封裝層封裝的多個磁性納米顆粒。多個磁性納米顆粒的平均直徑在2納米至20納米的范圍內。記錄層的平均厚度小于0.2微米。圍內。記錄層的平均厚度小于0.2微米。圍內。記錄層的平均厚度小于0.2微米。
