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Verfahren zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungemedien Erfindungsgegenstand
ist ein praktisches und verbesseres Verfahren zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungemedien,
das aus der Kombination der Stufen der vorhergehenden Dispersion einer Masse aus
ferromagnetirohem feinen Pulver und einem Binder in einem Magnetfeld, Auftragung
der auf diese Weise behandelten Disperson auf einen nichtmagnetischen Träger und
weiterer Reorientierung desselben besteht. Es werden wertvolle und für die Praxis
sehr geeignet. magnetische Aufzeichnunge medien mit einer magnetischen Aufzeicbnungaschicht
mit einem idealen Magnetismus erhalten.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von magnetischen
Aufzeichnungamedien. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
von magnetischen Aufzeichnungemedien mit magnetischen Eigenschaften, die besonders
ausgezeichnet in der feetatehen den Richtung der magnetischen Aufzeichnungsechicht
sind.
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Das Verfahren besteht darin, daB ein Material, worin ein ferromagnetisches
feines Pulver dispergiert ist, in einem
Binder auf eine nichtmagnetische
Rückseite oder einen Träger aufgetragen wird, Bisher wurde zur Verbesserung der
magnetischen Eigenschaften in einer bestimmten Richtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums
die sogenannte Magnetfeldorientierungsbehandlung angewandt. Ein erfolgreicher Versuch
bestand beispielsweise in der Auftragung einer Uberzugsldsung, die einheitlich dispergiert
in einer filmbildenden Harzldsung nadelförmige Magnetteilchen aufwies, auf einem
Träger, beispielsweise einer Kunststoffolie, in einer bestimmten Stärke. und Durchführung
des aufgetragen Produktes über ein Magnetfeld vor der Trockenverfestigung desselben
zur Orientierung der Nadelteilchen in der Richtung des Magnetfeldes. Als weiteres
Beispiel wird die sogenannte Dehnungsorientierung angewandt. Bei diesem Versuch
wird eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die nadelförmige Teilchen enthält, gebildet
und die aufgetragene Schicht mechanisch gedehnt, so daß sich die Nadelteilchen.in
der Dehnungsrichtung anordnen. Selbst bei Anwendung von kdrnchenförmigen Teilehen,ausser
den vorstehend beschriebenen nadelfrmigen Teilchen, beispielsweise Teilchen vom
Kobalt-Ferrit-Typ, wird häufig ein Verfahren angewandt, wobei eine induzierte einachsige
Anisotropie an die Teilchen durch den sogenannten Magnetfeld-Abkühlungseffekt erteilt
wird, wodurch der Magnetismus entsprechend dem Erhitzen und der Abkühlung desselben
in einem Magnetfeld verbessert wird und anschliessend die so behandelten Teilchen
in einer Lsung des Binders dispergiert werden, auf eine Unterlage aufgetragen werden
und in einem Magnetfeld reorientiert werden. Von diesen Verfahren ist die Anwendung
von nadelförmigen Teilchen mit verhältnismäßig großer Größe ziemlich erfolgreich
zur Erzielung der Orientierung bei den bisher bekannten Verfahren, Jedoch ergab
sich bei
Anwendung von solchen mit äueaeret kleiner Größe oder körnchenförmigen
Teilchen nicht stets ein zufriedenstellender Effekt hinsichtlich des Orientierungsgrades.
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In den beiliegenden Zeichnungen zeigen die Fig. t bis 4 Diagramme,
die die Aggregierung oder Gestaltung von ferromagnetischen Feinpulvern zeigen, und
die Fig. 5 stellt eine Kurve dar, die die bei der Magnetisierung des erfindungegemäß
hergestellten magnetischen Aufzeichnungsmediums zeigt. Bei der Dispersion von Magnstteilchen
unter Anwendung einer Kugelmühle in Abwesenheit eines Magnetfeldes zeigen die magnetischen
Teilchen, selbst wenn die Einzel teilchen stark während der Behandlung getrennt
werden, eine Neigung zur Aggregierung und zur Ausbildung eines magnetisch geschlossenen
Kreislaufes, wie aus den Fig. 1(a) und (b) ersichtlich. Diese Eigenschaft ist ftir
die Herstellung des gewünschten Mediums ungünstig. Selbst wenn ein direkt mit einer
derartigen Lösung, die derartige aggregierte Teilchen enthält, überzogenes Rtlckseitenmaserial
nicht nur in einem Magnetfeld, sondern auch unter Anwendung zusammen mit einem alternierenden
Magnetfeld und Ultraschallvellbn behandelt wird, ist ein Erfolg zur Erzielung der
Orientierung, wie ich aus den Fig. 2(a) und 2(b) ergibt, äusserst schwierig oder
gar nicht zu erzielen. Meistens werden Orientierungsgestaltungen, wie in den Fig.
3(a) und 3(b), selbst im Fall der letzteren Behandlung, erhalten.
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Im Hinblick auf die vorstehenden Tatsachen, sind wirksame Verbesserungen
von magnetischen Aufzeichnungs medien erforderlich.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung
eines magnetischen Aufzeichnungsmediums.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einer für die Praxis
geeigneten und verbesserten Oriontierungsbehandlung
bei der Herstellung
von magnetischen Aufzeichnungsmedien.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung von
magnetischen Aufzeichnungsschichten mit guten und idealen Magnetismus und einer
guten und idealen Orientierungsgestaltung.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einem wertvollen und
für die Praxis sehr geeigneten magnetischen Aufzeichnungsmedium.
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Die Erfindung ergibt ein Verfahren zur Herstellung einer magnetischen
Aufzeichnung, das in den Stufen der Ausbildung einer magnetischen Schicht auf einer
nichtmagnetischen Unterlage oder Rückseite durch Auftragung einer Dispersion eines
feinen ferromagnetischen Pulvers in einem Binder, der vorhergehenden Dispersion
der Masse aus dem ferromagnetischen feinem Pulver und dem Binder in einem Magnetfeld,
der Auftragung der auf diese Weise behandelten Dispersion auf der nichtmagnetischen
Unterlage oder Rückseite und deren weiterer Orientierung besteht.
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Die im Rahmen der Erfindung einsetzbaren ferromagnetiachen Materialien
sind hinsichtlich der verwendeten Art nicht besonders begrenzt. Geeignete Beispiele
umfassen sämtliche Arten von ferromagnetischen Materialien, wie -Fe203, Fe304, ferromagnetische
Materialien vom Co-Ferrit-Typ, ferromagnetische Materialien vom Ba-Ferrit-Typ, CrO2,
vom Fe-Co-Typ, vom Fe-Co-Cu-Typ, vom Fe-Co-Ni-Typ, vom Co-Ni-Typ, Co-Typ und weitere
Begierungsteilchen.
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Falls erzielbar, ist eine mögliche Verbesserung mit großen Effekten
bei Anwendung nicht nur von Teilchen, die Anisotropie besitzen, wie nadelförmige
Teilchen, und Teilchen mit einer induzierten einaxialen Anisotropie zu erwarten,
Jedoch werden derartig große Effekte auch lediglich mit
körnchenförmigen
Teilchen, von denen sich bisher keine Verbesserung der Orientierungsbehandlung erwarten
ließ, beispielsweise der Probe IV b in den Belepielen, erhalten.
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Im allgemeinen werden die ferromagnetischen Feinpulver vorzugsweise
aus kornfarmigen Teilchen mit Teilchengrößen im Bereich von 0,1 bis 0,3 su, nadelförmigen
Teilchen mit 0,05 bis 0,15 T im kleineren Durchmesser und 0,5 bis 0,8 T im Hauptdurchmesser
und aus ähnlichen Materialien gewählt.
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Der hier verwendete Binder läßt sich frei aus dem bisher bekannten
Bindern wählen, beispielsweise den verschiedenen synthetischen Harzen oder Kautschuken,
wie Nitrocellulose, Nitrilgummi, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, Vinylacetatharzen,
Butylacrylat-Acrylnitril-Copolymeren, Epoxyharzen, Polyamidharzen, Polyurethanharzen,
Harnstoffharzen, Phenolharzen, Acrylharzen, Cellulosederivaten, Vinylidenchloridharzen,
fluorhaltigen Harzen, Melaminharzen, Butadien-A3rylnitril-Copolymeren, Siliconharzen,
Methacrylharzen, Polyisocyanatverbindungen, Folyvinylbutyralharzen und ähnlichen
Materialien, Die Binder können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
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Die Herstellung der Dispersion des ferromagnetischen feinen Pulvers
in dem Binder kann durch Auflösen der Bindermasne in verschiedenen Arten von organischen
Lösungsmitteln, wie Aceton, Methyläthylketon und dergl., und Dispersion des feinen
Pulvers in der Lösung bewirkt werden. Es ist auch gelpgentlich möglich, die Bindermasse
in dem organischen Lösungsmittel zu lösen und gleichzeitig das feine Pulver zu dispergieren,
Zur Dispersion des Pulvera können smtliche übliohren bekannten Vorrichtungen, beispielsweise
Kugelmühlen oder Vibrationsmühlen, verwendet werden.
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Aufgrund der Erfindung werden wegen der starken Dispersionebehandlung
in dem Magnetfeld feine Orientierungseinheiten und Orientierungseinheiten und Orientierungsmicellen
zunächst in einem Zustand der Entwicklungsanisotropie, wie in den Fig. 4(a) oder
4(b) gezeigt, in der Lösung der Bindermasse gebildet. Die ideal mögliche Orientierung,
wie in den Fig. 2(a) oder (b) gezeigt, wird leicht erhalten, wenn die auf die Weise
behandelte Masse aufgetragen wird und reorientiert wird.
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Fttr die Dispersionebehandlung in einem Magnetfeld ist es nicht erforderlich,
daß das gesamte Dispersionsverfahren zur Herstellung der Überzugalösung in einem
Magnetfeld ausgefUhrt wird. Es ist ausreichend, wenn lediglich die Lösung nach der
üblichen Dispersionsbehaiidlung während eines kurzen Zeitraums, beispielsweise 5
bis 10 Minuten, in einem Magnetfeld dispergiert wird. In diesem Fall kann das zur
Erzielung dieser Dispersionebehandlung erforderliche Magnetfeld leicht durch Anbringung
eines Solenoid magnets, eines Elektromagnets, eines permanenten Magnets und ähnlichen
Vorrichtungen innen oder aussen an den vorstehenden Behandlungsvorrichtungen geliefert
werden, und es ist im allgemeinen bei einem Wert von etwa 600 bis 1500 Gauß ausreichend
wirksam.
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Durch diese Arbeitsweise und Behandlung wird es möglich, in ausreichender
Weise nicht nur nadelförmige Teilchen, die jede beliebige Teilchengröße besitzen
können sondern auch körnohenförmige Teilchen, plattenförmige Teilchen, die eine
induzierte einaxiale Anisotropie besitzen, und körnchenförmige Teilchen, die keine
besondere induzierte einaxiale Anisotropie in einer Lineargestalt besitzen, zu orientieren.
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Die auf diese Weise hergestellte Dispersion kann als
Uberzugslösung
bei dem üblichen Verfahren der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien
verwendet werden. Die Überzugslösung wird somit auf einen Film oder einen Bogen
eines synthetischen Harzes aus der Gruppe von Cellulosedi- oder -triacetat, Polyäthylenterephthalat,
Polyvinylchloridharzen, Polycarbonat, Nylonharzen oder nichtmagnetischen Rückseiten,
beispielsweise Metallplatten, wie aus Aluminium und dergl., aufgetragen. Das auf
diese Weise aufgezogene Material wird dann durch die Umgebung eines wirksamen Magnetfeldes,
welches in einem Solenoid-Magneten, einem permanenten Magneten oder einem Elektromagneten
gebildet wird, vor dem Trocknen der tJberzugsschicht zur wirksamen Reorientierung
der primär orientierten magnetischen, in der Überzugsschicht dispergierten feinen
Pulver ge£Whrt.
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Die folgenden spezifischen Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung
der Ereindung ohne sie zu begrenzen.
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Beispiel 1 Körnchenförmige y-Fe203-Teilchen (durchschnittliche Teilchengröße
0,15 zur mit einem Gehalt von 5% Co und 3% Mne die einer Magnetfeldabkühlung von
350 als Maximaltemperatur in einem Magnetfeld vom Gleichstrom mit 1000 Gauß unterworfen
worden waren, wurden als Magnetpulver verwendet. Aus dem auf diese Weise behandelten
Magnetpulver wurde eine Uberzugsiösung unter Anwendung des folgenden Zusammensetzungsgemisches
hergestellt und 10 Stunden in einer Sugelmthle dispergiert.
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Gew.-Teile y-Fe203 (Co 5%, Mn 3%) 300 Nitrocellulose 50 Nitril-Gummi
30 Plastifizierer (Triphenylphosphat) 5 Amylacetat 550 Die berzugslösung wurde auf
eine Unterlage zu einer Trockenstärke von 10 T aufgetragen, das überzogene Produkt
durch ein Gleichstrommagnetfeld von 1000 Gauß geführt und anschliessand getrocknet,
so daß das magnetische Aufzeichnungsmedium erhalten wurde; diese Probe wird als
Ia) bezeichnet.
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Andererseits wurde die Uberzugsldsung einer starken Sandmühlenbehandlung
in einem Gleichstrommagnetfeld von 1000 Gauß während 10 Minuten unterworfen und
in der gleichen Weise, wie beim Verfahren zur Herstellung der Probe Ia) aufgetragen
und orientiert, so daß das magnetische Aufzeichnungsmedium erhalten wurde; diese
Probe wird mit Ib) bezeichnet.
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Beisiel 2 Das y-Pe205 (Co 5%, Mn 3%) nach der Magnetfeldabkühlbehandlung
gemäß Beispiel 1 wurde durch nadelförmiges γ-Fe2O3 (Hauptabmesser 0,6 µ, Stärke
0,1 µ) ersetzt und die Proben IIa und IIb in gleicher Weise hergestellt.
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Beispiel 3 Eine Fe---CoCu-Legierung (Fe 50%, Co 35%, Cu 15), hergestellt
durch Reduktion mit Wasserstoff des Oxalats, wurden anstelle von y-Fe203 (Co 5,
I4n 3%) nach der
Magnetfeldabkühlbehandlung gemäß Beispiel 1 verwendet
und der gleichen Behandlung, wie in Beispiel 1, unterworfen, und dabei die Proben
lila und IIIb erhalten, Beispiel 4 Ein körnohenförmiges γ-Fe2O3 mit einem
Gehalt von Co 3% wurde zur Herstellung einer Uberzugsldsung mit der folgenden Zusammensetzung
verwendet und die Überzugslösung während 30 Minuten in einer Sandmühle behandelt.
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T-Fe2 0 mit Co 3% 300 Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeres x 60 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@xx
@@ Elastomeres vom Polyurethan-Typ 30 Siliconöl 0,5 Methylisobutylketon 250 Toluol
200 x Copolymeres mit der Bezeichnung "VYHH" (Copolymerisationsverhältnis Vinylchlorid/Vinylacetat
= 87/3) der Union Carbide Corporation, xx Elastomeres mit der Bezeichnung "?C-1006C"
(lineares, flüssiges difunktionelles Präpolymeres mit endständigen Isocyanatgruppen
) der Takeda Chemical Industries, Co., Ltd. (Japan).
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Die erhaltene Überzugslösung wurde unmittelbar auf eine Unterlage
zu einer Trockenstärke von 8 T aufgetragen und anschliessend über ein Magnetfeld,
das aus einer Kombination eines Gleichstrommagnetfeldes von 800 Gauß und einem Wechselstrummagne
tfeld von 200 Gauß bestand, geführt und die Probe IVa erhalten. Andererseits wurde
die
vorstehende Überzugslösung einer Dispersionsbehandlung mit
Ultraschallwellen vo 200 KHz zusammen mit einem Magnetfeld von 1500 Gauß unterworfen
und auf die Unterlage in der gleichen Weise, wie beim Verfahren zur Herstellung
der Probe IVa, aufgetragen und die Probe IVb erhalten.
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Beispiel 5 Das Verfahren nach Beispiel 4 wurde wiederholt, jedoch
nadelförmiges y-Fe203 (Co 2%; Teilchengröße = Hauptdurchmesser 0,3 u, Dicke 0,06
u) als Magnetteilohen verwendet und dabei die Proben Va und Vb erhalten.
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In sämtlichen vorstehend hergcstellten Beispielen wurden die Proben
mit der Bezeichnung "a" in üblicher Weise hergestellt und die Proben mit der Bozeichmang
(b) nach dem erfindungsgemäßon Verfahren hergestellt.
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Dar Magnetismus dieser Proben wurde durch die Koerzitivkraft @@,
die Restagnetisierung BR, das Winkelverhältnis der BH-Kurve, angageben durch BR/Bm,
bestimmt und die Eigenschaften des Magnetbandes sind als Relativwert dB der Empfindlichkeit
bei der Aufzeichnung der Wellenlänge#=6 u angegeben, Die magnetiachen Eigenschaften
dieser Proben ergeben sich aus Tabelle I.
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Tabelle I iHc(a) BR(G) BR/Bm Empfind- Einfluß von b lichkeit auf
a (dB) d3 (P= 6) Ia 530 950 0,73 . O 0 Ib 555 1200 0,88 + 3,5 +3§5 IIa 270 820 0,76
- 2 -IIb 275 900 0,82 + 0,1 +2,1 lila 505 2150 0,72 + 3 IIIb 517 2600 0,85 + 6,3
@ +3,3 IVa 570 760 0,75 + 1,Q -IVb 382 900 0,86 + 1,4 +2,4 Va 340 850 0,73 - 0,4
-Vb 350 1030 0,86 + 2,4 +2,4 Die magnetischen Eigenschaften von Ia und Ib sind weiterhin
in Fig. 5 aufgezeichnet.
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Wie sich aus Tabelle 1 ergibt, ist der Magnetismus der entsprechend
der vorliegenden Erfindung vorbehandelten Proben markant im Vergleich zu den in
üblicherweise behandelten Proben verbessert. Insbesondere ist der Wert BR markant
verbessert und die Empfindlichkeitsverbesserung beträgt 2,4 bis 3,5 dB. In Fig.
5 zeigt die Kurve Ib eine große Verbesserung der Winkeleigenschaften im Vergleich
zur Kurve Ia. Das besttigt, daß das Verhältnis BR/Bm ein beträchtlich großer Wert
sein kann, ohne daß der Bm-Wert verringert wird.