DE2759985C2

DE2759985C2 - Magnetaufzeichnungselement

Info

Publication number: DE2759985C2
Application number: DE2759985A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Tokio/Tokyo Yanagisawa
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1977-12-16
Publication date: 1985-01-31

Description

is Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Magnetaufzeichnungselement, insbesondere Magnetplatte oder -trommel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aufnahme- und Wiedergabesystem für eine Magnetaufzeichnungsvorrichtung, die Magnetköpfe fur die Aufnahme und Wiedergabe und Magnetaufzeichnungselemente besitzen, können grundsätzlich in die folgenden beiden Gruppen eingeteilt werden. Beim einen System wird der Magnetkopf mit der Oberfläche des Magnetauf-Zeichnungselementes zu Beginn einer Operation in Berührung gebracht; dann wird das Aufzeichnungselement mit einer gegebenen Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) rotierend angetrieben, wodurch sich eine Luftschicht zwischen dem Magnetkopf und der Oberfläche des Magnetaufzeichnungselementes bei der Aufnahme und bei der Wiedergabe ergibt. Ein solches Kontakt-Start-Stoppsystem wird im folgenden als CSS-System bezeichnet. Bei diesem System wird mit Beendigung der Operation die Rotation des Magnetaufzeichnungselementes in einem Zustand gestoppt bzw. angehalten, in welchem der Magnetkopf und das Aufzeichnungsele ment in Reibkontakt miteinander gehalten sind, wie dies auch zu Beginn der Operation der Fall ist. Beim anderen System wird, nachdem das Magnetaufzeichnungselement zuvor auf eine bestimmte Drehzahl gebracht worden ist, der Magnetkopf abrupt auf die Oberfläche des Aufzeichnungselementes gebracht, so daß sich eine Luftschicht zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetaufzeichnungselement zur Durchführung der Aufnahme bzw. der Wiedergabe ergibt. Wie sich aus dem Vorhergehenden ergibt, ist beim einen System der Magnetkopf sowohl am Anfang als auch am Ende der Operation in Reibkontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungselementes gebracht. Andererseits ist beim anderen System der Magnetkopf in Reibkontakt mit der Oberfläche des Aufzeichnungselementes gehalten, wenn er gegen dessen Oberfläche gedrückt wird. Ein solcher Reibkontakt zwischen dem Magnetkopf und dem Magnetaufzeichnungselement hat eine Abnutzung des Magnetkopfes und des Magnetaufzeichnungselementes zur Folge und beschädigt ggf. den Magnetkopf ebenso wie das magnet metallische Dünnfilmmedium auf dem Aufzeichnungselement. Ferner führt bei einer solchen Reibkontaktbedingung bereits eine kleine Änderung in der Haltung des Magnetkopfes zu einer Ungleichmäßigkeit einer Kraft auf dem Magnetkopf, so daß dann der Magnetkopf und die Oberfläche des Aufzeichnungselementes beschädigt werden. Ferner passiert es manchmal, daß während der Aufnahme und der Wiedergabe der Magnetkopf unerwartet mit der Oberfläche des Aufzeichnungselementes in Kontakt bzw. Berührung gebracht wird, wodurch sich eine große Reibkraft zwischen dem Magnetkopf und dem Aufzeichnungselement ergibt, die demzufolge den Magnetkopf und das Aufzeichnungselement beschädigt. Deshalb sollte auf der Oberfläche des Magnetaufzeichnungselementes zum Schütze des Magnetkopfes und des Aufzeichnungselementes vor Reibberührung, vor Abnutzung und Schäden aufgrund einer solchen Berührung ein Schutzfilm vorgesehen sein. Bei einem derartigen aus der DE-OS 26 48 303 bekannten Magnetaufzeichnungselement besteht das Polysilikat der amorphen anorganischen Oxidschicht des Schutzfilms aus einem kondensierten Polymer aus Tetrahydroxysilan oder aus einem amorphen Halbleitermetalloxid, wie bspw. Quarzglas od. dgl. Außerdem ist das Polysilikat des Schutzfilms unmittelbar auf das Dünnfilmmedium aufgebracht. Dies bedeutet, daß die Gefahr besteht, daß sich der Polysilikatfilm vom Dünnfilmmedium ablösen kann, da die Festigkeit dieses Polysilikat-Schutzfilmes gegenüber Abrieb nicht ausreichend hoch ist.

Des weiteren ist aus der DE-AS 19 65 482 ein Magnetaufzeichnungselement bekanntgeworden, bei dem der Schutzfilm aus einem Kobaltoxid besteht und bei dem die Gleitmittelschicht aus einem einfachen Silikonöl besteht. Hierbei ergeben sich ebenfalls die obengenannten Probleme.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Magnetaufzeichnungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die einzelnen Schichten derart aneinander angepaßt sind, daß sich eine optimale Adhäsion ergibt und bei dem die Abriebfestigkeit erhöht ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Magnetaufzeichnungselement der genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruches angegebene Kombination von Merkmalen gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungselement ist erreicht, daß das Spannungsrelaxationsmittel verhindert, daß sich der Schutzfilm ablöst, und daß das Hydrolyse-Polymer von Metall-Alkoxid den Schutzfilm härtet. Darüber hinaus sichert die hochadhäsive Schicht eine entsprechend gute Adhäsion zwischen dem Dünnfilmmedium und dem Schutzfilm. Infolgedessen wird durch die genannte Ausbildung des Polysilikats und durch die hochadhäsive Schicht die Abriebfestigkeit des Schutzfilmes erhöht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung

fi5 anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Die

Figur zeigt in einem abgebrochenen Querschnitt ein Magnetaufzeichnungselement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung. Das Magnetaufzeichnungselement gemäß vorliegender Erfindung besitzt eine Legierungsplatte oder

-scheibe 1, eine unmagnetische Legierungsschicht 2, die die Oberfläche der Scheibe 1 überzieht, ein magnetmetallisches Dünnfilmmedium 3, das die polierte Oberfläche der unmagnetischen Legierungsschicht 2 überzieht, und einen Schutzfilm 6, der aus Polysilikat besteht, das ein Spannungsrelaxationsmittel und/oder ein Hydrolyse-Polymer aus Metall-Alkylat bzw. Alkoholat bzw. -Alkoxid enthält. Zwischen dem Schutzfilm 6 und dem magnetmetallischen Dünnfilmmedium 3 ist eine hochadhäsive Schicht 5 vorgesehen. Der Schutzfilm 6 ist von einem orientierten Gleitmittel 7 überzogen.

Die Legierungsscheibe 1 muß (.ierart feinbearbeitet sein, daß sie so eben wie möglich ist, wobei die Unebenheiten in Umfangsrichtung nicht mehr als 50 μ und in radialer Richtung nicht mehr als 10 μ betragen dürfen. Dies deshalb, weil eine Erhöhung der Topographie bzw. der Unebenheiten zu einem Fehl verhalten des Magnetkopfes führt, der bei der Aufnahme und der Wiedergabe auf dem Magnetaufzeichnungselement treibt bzw. floatet, so daß er den Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegungen der Oberfläche des Magnetaufzeichnungselementes folgt, mit dem Ergebnis, daß sich der Spalt zwischen dem Magnetkopf und dem Aufzeichnungselement ändert und infolgedessen sich eine entsprechende Änderung in den Aufnahme- und Wiedergabeeigenschaften des Aufzeichnungselementes ergibt. Die unmagnetische Legierungsschicht 2, die die Legierungsscheibe 1 überzieht, ist in einem Plattierungsverfahren zu einer Spiegelfläche mit einer Flächenrauhigkeit von nicht mehr als 0,2 μ feinbearbeitet bzw. poliert. Es sei erwähnt, daß, wenn ein Metall, das die Feinbearbeitung zu einer Spiegelfläche ermöglicht, für die Legierungsscheibe bzw. -platte 1 verwendet wird, die unmagnetische Legierungsschicht 2 nicht mehr notwendig ist. Das Dünnfilmmedium 3, das für Aufnahmen hoher Dichte geeignet ist, überzieht aufgrund des angewendeten Plattierungsverfahrens die Oberfläche der unmagnetischen Legierungsschicht 2. Der Schutz, der das Dünnfilmmedium 3 vor einem Kontakt bzw. einer Berührung mit dem Magnet- kopf oder dem Einfluß von Feuchtigkeit oder Temperatur schützt, enthält den Schutzfilm 6, der aus Poiysilikat besteht, das ein Spannungsrelaxationsmittel bzw. -agens und/oder ein Hydrolyse-Polymer eines Metall-Alkoxids enthält, und der die hochadhäsive Schicht 5 überdeckt, welche ihrerseits das magnetmietallische Dünnfilmmedium 3 überzieht, und das orientierte Gleitmittel 7, das den Schutzfilm 6 überzieht.

Das hier verwendete Polysilikat ist eine von solchen anorganischen Polymerverbindungen, bei denen Sl -O-Bindungen, die aus kovalenten Bindungen, die aus kovalenten Bindungen bestehen, mit Sii-OH-O-Bindungen verkettet sind, die aus einer Hydrogen-Bindung bestehen, die dreidimensional in Form einer Masche ist:

— Si —O— Si — OH O Si —

O O HO O

— Si—O—Si—O—Si—O—Si— „

I I I I

In der obigen maschenähnlichen Struktur stellen die ausgezogenen Linien die kovalenten Bindungen und die gestrichelten Linien die Hydrogenbindungen dar.

Das Polysilikat kann durch Dehydration-Kondensations-Polymerisation von Tetraalkoxysilan oder Tetrahydroxysilan (Si(OH)₄ hergestellt werden, das ein Hydrolyseprodukt aus Siliziumacyl ist. Tetraalkoxysilan ist ein Rohmaterial für Tetrahydroxysilan und wird durch die chemische Formel Si(OR)₄ ausgedrückt, während Siliziumacyl durch die chemische Formel Si(OCOR)₄ ausgedrückt wird, wobei R eine Alkylgruppe darstellt, d. h. eine Methylgruppe, Äthylgruppe, Propylgruppe und Butylgruppe.

Das Hydrolyse-Polymer eines Metall-Alkoxids, wie es hier verwendet wird, umfaßt eine Hydrolyse einer Verbindung, die durch die folgende allgemeine Formel ausgedrückt wird:

RmM(0R')„__m,

wobei M ein Metall, wie Ti, Zr, V, Al, Sn, Zn, Be, Ce, Co, Cr, Cu, Dy, Eu, Fe, Ga, Ge, Hf, In, Mg, Mn, Mo, Nb, Ni, Pd, Ph, Sb, Th, Tl, Ta, V, W und R und R' Alkylgruppen, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, und Amyl darstellen und wobei OR' sich allgemein auf eine Alkoxyl-Gruppe bezieht, m die Valenz bzw. Wertigkeit von M und η eine ganze Zahl von 0 bis n-\ ist. Metall-Alkoxid gewährleistet eine höherer Reaktionsfähigkeit gegenüber einer organischen Metallverbindung (Metall-Chelat) und kann durch Hydrolyse polymerisiert werden, wodurch ein sehr hartes amorphes Polymer gebildet wird. Fsrner reagiert ein Metall-Alkoxid mit Tetraalkoxysilan, Tetrahydroxysilan, Tetraacylsilan (Silizium-Tetraakylat) gut, welches die Ausgangsmaterialien von Polysilikat sind. Es wird also eine flüssige Mischung aus Metall-Alkoxid und den Ausgangsmaterialien angewendet und einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch ein Polysilikatfilm geschaffen wird, der ein Hydrolyseprodukt eines Metall-Alkoxids enthält.

Ein Metall-Alkoxid ist das typische Ausgangsmaterial für ein Metallalkoxid-Hydrolyscprodukt. Jedoch kann ein Metallacyl RmM(OCOR),,-,,, dieselben Ergebnisse liefern, die man vom Metall-Alkoxid erhält. Ein Metalloxid, das als Spannungsrelaxationsmittel verwendet wird, das im Polysilikatfilm enthalten sein soll, enthält Verbindungen, wie sie im folgenden aufgeführt sind, oder Kombinationen davon:

Li₂O, Na₂O, K₂O, Pb₂O, Cs₂O, MgO, CaO, ZnO, PbO, Al₂O₃,

GaO, BaO, SrO, MnO, FeO, BeO, Fe₂O₃, CdO, Tl₂O₃.

Eine oder mehrere Arten dieser Metalloxide werden ausgewählt und dann in einer Alkohollösung, die Tetrahydroxysilan enthält, vollständig gelöst und dann als Überzug angewendet. Zusätzlich kann das organische Polymer, das mindestens eine mit Polysilikat reaktionsfähige funktionelle Gruppe besitzt und als Spannungsrelaxationsmittel dient, auf der Oberfläche'des magnetmetallischen Dünnfilmmediums oder einer hochadhäsiven Schicht einen Film bilden, deren Reibungswiderstand bezüglich des Magnetkopfes aufgrund der Spannungsrelaxationswirkung des organischen Polymers zusätzlich zu einer starken Bindung des Polysilikats zu einer funktioneilen Gruppe des organischen Polymers ausgezeichnet ist.
Die funktionelle Gruppe, die mit Polysilikat reagiert, enthält:

-COOH -NH₂ -SH —COOR -NHR >NH

-CHO -NCO Si-OH Si-OR Si-X -CH CH₂

\ /
is -CH₂OH -CH CH₂ -OCOR —OH °

N
H

wobei R eine Alkylgruppe und X das Halogen darstellen.

Das Polymer, das mindestens eine obengenannte funktionelie Gruppe besitzt, enthält: N-Methoxymethyl-Nylon, Silikonzwischenprodukt, Epoxyharz, Phenolharz, Melaminharz; HarnstofTharz, Zellulose (Acetylzellulose, Nitrozellulose, Methylzellulose, Äthylzellulose u. dgl.), Polyvinylharz (Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylformal, Polyvinylbuthyl u. dgl.), Polyisozyanat, Polymethylmetycrylat u. dgl. Eine Säure kann zum Zwecke der Beschleunigung der Reaktionsrähigkeit der funktioneilen Gruppen dieser organischen Polymere mit Polysilikat hinzugefügt werden. Als Härtemittel für das Epoxyharz sind Diethylentriamine, Diäthylaminopropylamine, Polyamidharz, eine Amingruppe, die ein Silanhaftmittel enthält, Säureanhydrid, wie Phtalsäureanhydrid, Tetrahydrophtalsäureanhydrid und Dodezylsukzinsäure-Anhydrid, und Isozyanate, wie Hexamethylen-Diisozyanat, Trilen-Dissozyanat, Polyisozyanat u. dgl. Das genannte Silizium-Zwischenprodukt ist ein Polymer mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 200, besitzt eine funktionelle Gruppe, wie beispielsweise SiOH oder SiOCH₃ und ist mit Polysilikat eng verbunden.

Das Silanhaftmittel, das als ein hochadhäsives Mittel oder als ein Spannungsrelaxationsmittel verwendet wird, ist eine Art aus den Silanverbindungen, die ausgedrückt werden durch R₁-Si(Xa)_n(Xb)₃-,, wobei η eine ganze Zahl von O bis 3, Xa und Xb Halogenatome ORd, OCORd oder 0ORd (Rd ist beispielsweise eine Alkylgruppe

CH₃
-CH₃ —C₂H₅ -CH₂CH₂OCH₃ -C-CH₃

CH₃

darstellen, während Rc einen Teil darstellt, der aus organischen Verbindungen besteht, die eine funktionelle Gruppe besitzen, wie beispielsweise

_0</2\-CHjCH₂— CH₂-CH₂CH₂O(CH₂)J- HSCH₂CH₂CH₂

H₂NCH₂CH₂CH₂- H₂NCH₂CH₂NH (CH₂^- CH₂=CH-

CH₃
CH₂=CCOO(CHj)₃- H₃COOCCHjNH(CHj)₂NH(CHj)₃-

Xa und Xb erzeugen eine Silanolgruppe Si — OH durch Hydrolyse.
Das hier verwendete Silanhaftmittel enthält folgendes:

"U Vinyichlorosilan CHj=CHSiCl₃

Vinylethoxysilan CHj=CHSKOCjHs)₃

Vinyl-Tris(Beta-Methoxy-Ethoxy) Silan CHj=CHSi(OCH₂CHjOCH₃)

CH₃

Gamma-Methacryloxypropyl-Trimethoxysilan CH₂=C—COO(CHj)₃Si(OCHj)

Betap^-EpoxycyclohexyUÄthyltrimethoxysilan Gamma-Glycidoxypropyl-Trimethoxysilan

Vinyltriacetoxysilan

Gamma-Melcaptopropyl-Trimethoxysilan Gamma-Aminopropyl-Triethoxy-Silan N-Beta(Aminoäthyl)Gamma-Aminopropyltrimethoxy-Silan

VinyItris(t-Butylperoxy)Silan

CH₂CH₂Si(OCH₃),

CH₂ CHCH₂O(CH₂)₃Si(OCH₃).,

CH₂=CHSi(OOCCHj)₂ HSC H₂C H₂C H₂Si(O C Hj)₃ NH₂CH₂CH₂CH₂Si(OC₂Hs)₃ N H₂C H₂C H₂N H(C H₂J₃Si(O C Hj)₃ CH₃

CH₂=CH-Si

0OC-CH₃ CH₃

Ferner enthält das Silanhaftmittel Polyaminosilan einer unten dargestellten Matrix, in welcher eine Einheit von

—C—C—H—

in dem Teil von Rc wiederholt wird und in welchem eine organische Gruppe, die primäre, sekundäre und tertiäre Aminogruppen besitzt, in einer verwickelten Forme abgezweigt wird:

NH₂

NH-

-N-

-Si(OCH₃),

NH₂

O —> CrCl₂

y \

R-C OH

O — CrCl₂ wobei R ein Hydrokarkon ist, das eine funktioneile Gruppe, wie beispielsweise

C ΓΤ2 ⁼⁼⁼ C

CH₃

Des weiteren kann das nachstehend beschriebene Oberflächenhaftmittel als ein weiteres Spannungsrelaxationsmittel verwendet werden.

Ferner kann ein Chromkomplex, der typischerweise aus Methycrylat-Chromtrichlorid (Methacrylsäure-Chromtrichloridester) bestehen kann, als hochadhäsives Mittel zusätzlich zu einem Silanhaftmittel verwendet werden. Der obengenannte Chromkomplex hat die folgende Struktur und bindet das magnetmetallische Dünnfilmmedium eng an das Polysilikat:

besitzt, und wobei ein Pfeil eine Koordinatenbindung darstellt

Die Gleitmittelschichl, die auf der Polysilikatfilmoberfläche als Überzug aufgebracht werden soll, haftet am Film fest und besteht aus einem orientierten Gleitmittel, das eine geringe Reibungskraft besitzt. Dieses orientierte Gleitmittel haftet jedoch an der Oberfläche eines Metalls nicht eng genug.

Das hier verwendete orientierte Gleitmittel enthält, wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt, Öle, wie orientiertes Silikonöl, FluoröL, Fluorsilikonöl, und eine Silangruppe oder Silazangruppe (im folgenden als ein

Oberflächenhaftmittel bezeichnet), wie Oktadecyltrichlorsilan, Hexamethyldisilazan, Ν,Ν-Dimethyl-N-Octadecyl-3-Aminopropyl-Trimethoxysilyl-Chlorid (DNOAP), Dimethyldichlorsilan u. dgl. Silan kann durch die folgende allgemeine Formel ausgedrückt werden:

RnSiX₄-,,,

wobei R die Alkyl-Gruppe oder aromatisches Hydrokarbon darstellt, wie CH₃, C₂H₅, C₃H₇, C₄H₉, C₁₈H₃₇, oder Fluorkarbon, wie CF₃, C₂F₅, C₃F₇, C₁₈F₃₇. X stellt die Alcoxy-Gruppe, wie -OCH₃, -OC₂H₅, -OC₃H₇ oder Halogen, wie Cl, Br oder Alkylperoxy-Gruppe, wie -0OC₄H₉ dar. π ist eine ganze Zahl von 1, 2 oder 3.

Mit dem hier verwendeten Begriff »Orientierung« ist die Tatsache gemeint, daß die Struktur eines Gleitmittels

in einen Teil, der an eine Unterschicht gebunden bzw. gekoppelt werden kann, und in einen Teil orientiert ist, der im Hinblick auf den Magnetkopf weniger adhäsiv ist und deshalb eine entsprechende Gleiteigenschaft bzw.

Lubrizität bietet. Beispielsweise besitzt Dimethylsilikonöl eine knäuelartige (»coil-like«) Struktur. Die bloße Anwendung von Dimethylsilikonöl auf dem Polysilikatfilm ergibt nicht die gewünschte Adhäsion,

is und deshalb wird Dimethylsilikonöl beim Reinigen leicht entfernt. Wenn das Dimethylsilikonöl ohne gereinigt zu werden verwendet wird, wird das Öl vom Magnetkopf gesammelt, wodurch eine nachteilige Wirkung auf die Float- bzw. Gleitbedingung des Magnetkopfes ausgeübt wird. Wenn das Dimethylsilikonöl auf der Polysilikatfilmoberfläche angewendet und dann bei einer Temperatur von über 150⁰C wärmebehandelt wird, ist das Öl in einen Teil, der Sauerstoff enthält, der an die Unterschicht gebunden werden kann, und in einen Teil orientiert,

der eine eine Gleitfähigkeit aufweisende Äthylgruppe enthält. Der Sauerstoff enthaltende Teil im Dimethylsilikonöl wird an einer Silanolgruppe stark chemisch absorbiert, die auf der Oberfläche des Polysilikatfilms vorhanden ist, der als Unterschicht dient.

Octadecyltrichlorsilan in dem Oberflächenhaftmittel besitzt andererseits die folgende Struktur und wird in eine Verbindung hydrolisiert, die eine eine große Reaktionsfähigkeit besitzende Silanolgruppe (Si-OH) ent-

LuH₃₇SlCI₃ * LnH₃₇SiI(UH)₃ Diese Verbindung besteht aus einem Teil, der eine Silanolgruppe besitzt, die zur Verbindung mit der Unter-

schicht geeignet ist, und aus einem Teil, der eine eine Gleitfähigkeit besitzende Octadecyl-Gruppe (-C₁₈H₃₇) enthält. Derjenige Teil, der eine Silanolgruppe enthält, bewirkt die folgende Dehydrations-Kondensations-

Reaktion (I) mit einer Silanolgruppe (Si - OH), die auf der Polysilikatfilmoberfläche vorhanden ist, oder Wasser,

das an der Polysilikatfilmoberfläche zur engen Bindung adsorbiert wird:

— Si —OH + HO—Si— —► —Si— O— Si— + H₂O [I]

Diese Reaktion findet bei Raumtemperatur statt. Wenn man jedoch erwärmt, läuft die Reaktion vollständiger ab.

Ferner kann eine Gleitmittelschicht aus solch einem Öl oder einem Oberflächenhaftmittel zu einem dünneren Film geformt werden. Die Gleitmittelschicht wird auf der Polysilikatfilmoberfläche als Überzug aufgebracht, welchem Vorgang eine chemische Reaktion folgt: oder sie wird zusätzlich wärmebehandelt, um zu bewirken, daß die Schicht am Polysilikatfilm haftet, wonach mittels eines neutralen Reinigungsmittels gereinigt wird, so daß das überschüssige Gleitmittel, das nicht daran haftet, entfernt werden kann; die Gleitmittelschicht wird damit eine monomolekulare Schicht.

Diese orientierten Gleitmittel zeigen dazu, mit dem Polysilikatfilm besonders eng zu kuppeln bzw. zu verknüpfen, wodurch eine Gleitmittelschicht gebildet wird, die eine hohe Adhäsivität besitzt. Das orientierte Gleitmittel ist in einem dreidimensionalen, maschenähnlichen Aufbau bzw. Struktur des Polysilikatfilms adsorbiert, so daß selbst dann, wenn die orientierte Gleitmittelschicht bis zu einem gewissen Grade vom Magnetkopf abgeblättert wird, ihre Gleitwirkung erhalten werden kann. Dies ist eine weitere ausgezeichnete Eigenschaft des Magnetaufzeichnungselementes bei den Beispielen vorliegender Erfindung, bei denen solch ein orientiertes Gleitmittel auf den Polysilikatfilm aufgebracht ist. Die folgenden Beispiele zeigen die Merkmale und Vorteilt vorliegender Erfindung in weiteren Einzelheiten.

Beispiel 17

Eine platten- bzw. scheibenförmiges Aluminiumlegierungssubstrai wurde durch Abdrehen und Abflachen mittels Wärme an seiner Oberfläche derart feinbearbeitet, daß diese eine leichte Topographie bzw. Unebenheit (von nicht mehr als 50 μ bzw. 100 μ) in Umfangsrichtung bzw. in radialer Richtung besitzt, wodurch sich die Legierungsscheibe 1 ergab. Nickel-Phosphor (Ni-P) wurde auf die Oberfläche des scheibenförmigen Aluminiumlegierungssubstrats auf eine Dicke von etwa 50 μ zur Bildung der unmagnetischen Legierungsschicht 2 plattiert. Dann wurde der Nickel-Phosphorfilm auf eine Oberflächenrauhigkeit von nicht mehr als 0,04 μ bei einer Dicke von etwa 30 μ hochglanzpoliert bzw. feinbearbeitet Danach wurde derart eine Kobalt-Nickel-Phos phor (Co-Ni-P)-Legierung mit einer Dicke von etwa 0,05 μ zur Bildung des magnstmetallischen Dünnfilmme diums 3 plattiert. Dann wurde eine Lösung der folgenden Zusammensetzung vollständig gemischt und dann auf die Oberfläche der Co-Ni-P-Legierung in einem Rotaticnsüberzugsverfahren (mit 200 Upm) mit einer Dicke von 500 · 10"'"m aufgebracht bzw. aufgetragen. Die so präparierte Platte bzw. Scheibe wurde in einem elek-

trischen Ofen bei einer Temperatur von 200⁰C drei Stunden lang wärmebehandelt, wodurch sich ein Magnetaufzeichnungselement ergab:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 10 Gew.%

BaO 0,01 Gew.%

n-Butylalkohol Gleichgewicht

Im Anschluß daran wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung aufgebracht; dann wurde eine 0, lgew.%-ige n-Butylalkohollösung aus Hexamethyldisilasan als ein orientiertes Gleitmittel auf den Polysilikatfilm, der ein Metalloxid enthält, in einem Rotationsüberzugsverfahren aufgebracht, dem sich eine einstündige Wärmebehandlung bei 200⁰C zur Bildung eines Schutzfilms anschloß:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 10 Gew.%

BaO 0,01 Gew.%

n-Butylalkohol Gleichgewicht

Beispiel Ig

Entsprechend dem im Beispiel 17 angegebenen Verfahren wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf ein magnetmetallisches Dünnfilmmedium zur Bildung eines Filmes aufgebracht; dann wurde Fluoröl als orientiertes Gleitmittel aufgetragen, dem sich eine achtstündige Wärmebehandlung bei 200⁰C anschloß; dann wurde mit einem neutralen Reinigungsmittel gereinigt, mit Wasser abgewaschen und mit Trichloräthylen gereinigt, wodurch sich die orientierte Gleitmittelschicht gebildet hat:

25 Tetrahydroxysilan 11% Athylalkohol-Lösung 10 Gew.%

Epoxyharz 0,05 Gew.%

Polyaminosilan 0,05 Gew.%

I sob u ty laze tat 50 Gew.%

n-Butylalkohol Gleichgewicht χι

Beispiel 19

Im Anschluß an den Vorgang gemäß Beispiel 17 wurden 0,1% n-Butylalkohol aus Gamma-Aminopropyltrimethoxysilan im Rotationsüberzugsverfahren auf eine Scheibe aufgebracht, bei der ein Ni-P-FiIm auf der Aluminiumlegierungsscheibe gebildet wurde; dann wurde ein Co-Ni-P-FiIm gebildet. Daraufhin wurde das Rotationsüberzugsverfahren 10 Minuten lang fortgesetzt, dem sich eine Wärmeerzeugung und Trocknung anschloß, so daß eine extrem dünne und hochadhäsive Schicht, die aus Gamma-Aminopropyltrimethoxysilan besteh^ gebildet werden kann. Eine Lösung aus der unten angegebenen Zusammensetzung wurde dann auf die hochadhäsive Schicht aus Gamma-Aminopropyltrimethoxysilan in einer dem Beispiel 17 ähnlichen Bedingung aufgebracht, wodurch ein Polysilikatfilm mit einer Dicke von 500 · 10~'°m gebildet wurde:

Tetrahydroxysilan !1% Äthylalkohol 10 Gew.%

n-Butylalkohol 90 Gew.%

Im Anschluß daran wurde eine hochadhäsive Schicht auf einer magnetmetallischen Legierungsschicht unter Verwendung einerO,lgew.%-igen n-Butylalkohollösung von Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan gebildet, das eines der Silanhaftmittel ist; dann wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf die hochadhäsive Schicht gebracht, die in einer ähnlichen Weise vorbereitet wurde. Dann wurde eine 0,lgew.%-ige n-Butylalkohollösung von Hexamethyldisalasan als orientiertes Gleitmittel auf den so vorbereiteten Film aufgetragen. Dann wurde der Film eine Stunde lang bei 200⁰C wärmebehandelt, wodurch sich ein ^rch"tzfilrn ergab:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 10 Gew.%

BaO 0,01 Gew.%

n-Butylalkohol Gleichgewicht

Beispiel 20

Gemäß dem dem Beispiel 19 ähnlichen Verfahren wurde eine hochadhäsive Schicht auf einer magnetmetalli-

g sehen Legierungsschicht unter Verwendung einer O,lgew.%-igen n-Butylalkohollösung aus Gamma-Aminopro-

pyltriäthoxysilan gebildet; dann wurde eine Lösung der unten angegebepen Zusammensetzung auf die hochad-

häsive Schicht gebracht, die in einer dem Beispiel 19 ähnlichen Weise vorbereitet wurde Dann wurde eine

i| O,lgew.%-ige n-Butylalkohollösung von Hexamethyldisalasan als orientiertes Gleitmittel in einer dem Beispiel

19 ähnlichen Weise aufgebracht, woran sich eine Wärmebehandlung anschloß:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol 10 Gew.% Phenolharz 0,05 Gsw.% Methylisobutylketon 50 Gew.%

n-Butylalkohol - Gleichgewicht

Beispiel 21

Im Anschluß an das im Beispiel 19 angegebene Verfahren wurde eine hochadhäsive Schicht auf einer magnetmetallischen Legierungsschicht durch Verwendung einer 0,lgew.%-igen n-ButylalkohoIlösung aus Methacrylat- Chromtrichlorid gebildet; dann wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf die in einer dem Beispiel 19 ähnlichen Weise vorbereitete hochadhäsive Schicht aufgebracht. Dann wurde Fluorsilikonöl als U

orientiertes Gleitmittel aufgetragen, woran sich eine achtstündige Wärmebehandlung bei 200⁰C anschloß; dann S;

wurde mit einem neutralen Reinigungsmittel gereinigt und mit Wasser abgewaschen, so daß sich eine orientierte 1;

Gleitmittelschicht gebildet hat: || Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 10 Gew.% gj Methyltriäthoxysilan 0,1 Gew.% |

n-Butylalkohol Gleichgewicht fjj

Beispiel 22

Entsprechend dem im Beispiel 17 angegebenen Verfahren wurde eine Losung der unten angegebenen Zusammensetzung zur Bildung eines Films aufgetragen. Dann wurde sine 0,lgew.%-ige n-Butylalkohollösung von Hexamethyldisalasan als orientiertes Gleitmittel auf den Film in einem Rotationsüberzugsverfahren aufgebracht. Dann wurde die Scheibe bzw. Platte eine Stunde lang bei 200⁰C zur Bildung eines Schutzfilms wärmebehandelt. Auf diese Weise wurde ein Magnetaufzeichnungselement geschaffen: 30

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 7 Gew.% Zirkoniumisopropylat 3 Gew.%

n-Butylalkohol 90 Gew.%

Beispiel 23

Im Anschluß an das im Beispiel 17 angegebene Verfahren wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf ein magnetmetallisches Dünnfilmmedium zur Bildung eines Films in einer dem Beispiel 1 ähnliehen Weise aufgebracht. Dann wurde eine 0,lgew.%-ige n-Butylalkohollösung von Octadecyltrichlorsilan als orientiertes Gleitmittel auf den so vorbereiteten Film in einer dem Beispiel 22 ähnlichen Weise aufgebracht, woran sich eine Wärmebehandlung anschloß:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung ¹I Gew.% Tetrapropyltitanat I Gew.%

BaO 0,01 Gew.% ,

n-Butylalkohol Gleichgewicht ^

Beispiel 24

Entsprechend dem im Beispiel 17 angegebenen Verfahren wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf ein magnetmetallisches Dünnfilmmedium in einer dem Beispiel 17 ähnlichen Weise aufgetragen. Dann wurde Fluoröl als orientiertes Gleitmittel auf den so vorbereiteten Film aufgebracht, woran sich eine achtstündige Wärmebehandlung bei 200⁰C, ein Reinigen mit einem neutralen Reinigungsmittel, ein Spülen mit Wasser und ein Reinigen mit Trichlorethylen anschloß, wodurch eine orientierte Gleitmittelschicht gebildet wurde:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 9 Gew.%

wi Vanadylpropylat 1 Gew.%

Isopropylalkohol Gleichgewicht Beispiel 25

Im Anschluß an das im Beispiel 17 angegebene Verfahren wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf ein magnetmetallisches Dünnfilmmedium gebracht, um entsprechend einer dem Beispiel 17 ähnlichen Weise einen Film zu schaffen. Dann wurde Dimethylsilikonöl als orientiertes Gleitmittel angewen-

det, dem sich eine achtstündige Wärmebehandlung bei 200⁰C, ein Reinigen mit einem neutralen Reinigungsmittel, ein Waschen bzw. Spülen mit Wasser und ein Reinigen mit Trichlorethylen anschloß, so daß sich eine orientierte Gleitmitteischicht gebildet hat:

Tetrahydroxysilan ' \% Äthylalkohol-Lösung 9 Gew.% Barium-n-Buiylat 1 Gew.% Gamma-Melcaptopropyltrimethoxysilan 0,1 Gew.%

n-Butylalkohol Gleichgewicht

Beispiel 26

Entsprechend dem im Beispiel 19 angegebenen Verfahren wurde eine 0,lgew.%-ige n-ButylalkoholIösung von Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, das eines der Silanhaftmittel ist, im Rotationsüberzugsverfahren zur Bildung einer hochadhäsiven Schicht aufgebracht. Dann wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf den so vorbereiteten Film in einer dem Beispiel 19 ähnlichen Weise zur Bildung eines Films aufgebracht.

Dann wurde 0,lgew.%-ige n-Butylalkohol von Hexamethyldisalasan als orientiertes Gleitmittel im Rotationsüberzugsverfahren aufgebracht, woran sich eine einstündige Wärmebehandlung bei 200⁰C zur Bildung eines Schutzfilms anschloß:

n-Butylalkohol 90 Gew.%

Beispiel 27

Im Anschluß an das im Beispiel 26 angegebene Verfahren wurde eine hochadhäsive Schicht unter Verwendung einer 0,lgew.%-igen n-Butylalkohollösung von Methacrylat-Chromtrichlorid gebildet; dann wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf die hochadhäsive Schicht in einer dem Beispiel 26 ähnlichen Weise aufgebracht. Dann wurde Dimethylsilikonöl als orientiertes Gleitmittel auf den so vorbereiteten Film aufgebracht, woran sich eine achtstündige Wärmebehandlung bei 200°C, ein Reinigen mit einem neutralen Reinigungsmittel, ein Spülen mit Wasser und ein Reinigen mit TVichloräthylen anschloß, so daß sich eine orientierte Gleitmittelschicht gebildet hat:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 9 Gew.% Aluminiumisopropoxid 1 Gew.%

SrO 0,01 Gew.%

lsopropylalkohol Gleichgewicht

Beispiel 28

Entsprechend dem im Beispiel 26 angegebenen Verfahren wurde eine hochadhäsive Schicht unter Verwendung einer 0,lgew.%-igen n-Butylalkohollösung aus Methacrylat-Chromtrichlorid gebildet; dann wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf die hochadhäsive Schicht gebracht, die in einer dem Bei spiel 26 ähnlichen Weise vorbereitet wurde. Dann wurde eine 0,lgew.%-ige n-Butylalkohollösung von Hexame- thjidisalasan als orientiertes Gleitmittel auf den so vorbereiteten Film in einer dem Beispiel 26 ähnlichen Weise aufgebracht, woran sich eine Wärmebehandlung anschloß:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 9 Gew.%

Vanadylisopropylat 1 Gew.%

Polyvinylbutylal 0,005 Gew.%

n-Butylalkohol Gleichgewicht

Beispiel 29

Im Anschluß an das Verfahren nach Beispiel 26 wurde eine hochadhäsive Schicht unter Verwendung einer 0,lgew.%-igen n-Butylalkohollösung aus Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan gebildet. Dann wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf die hochadhäsive Schicht in einerdem Beispiel 26 ähnlichen Weise gebracht. Daraufhin wurde Fluoröl als orientiertes Gleitmittel aufgebracht, woran sich eine achtstündige Wärmebehandlung bei 200°C, ein Reinigen mit einem neutralen Reinigungsmittel, ein Spülen mit Wasser und ein Reinigen mit Trichlorethylen anschloß, wodurch sich eine orientierte Gleitmittelschicht gebildet hat:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 9 Gew.% Tetraisopropyltitanat 1 Gew.% Epoxyharz 0,05 Gew.% Isobutylazetat _ 50 Gew.%

n-Buty!alkohol " Gleichgewicht

Beispiel 30

ίο Gemäß dem im Beispiel 26 angegebenen Verfahren wurde eine hochadhäsi ve Schicht unter Verwendung einer 0,lgew.%-igen n-Butylalkohollösung von Gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan gebildet; dann wurde eine Lösung aus der unten angegebenen Zusammensetzung auf die so vorbereitete hochadhäsive Schicht in einer dem Beispiel 26 ähnlichen Weise gebracht. Daraufhin wurde eine 0,lgew.%-ige n-Butylalkohollösung aus Hexamethyldisalasan als orientiertes Gleitmittel auf den so vorbereiteten Film in einet dem Beispiel 26 ähnlichen

Weise gebracht: Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung 9 Gew.% Zirkonium-N-Butylat 1 Gew.% Polyaminosilan 0,1 Gew.%

n-Butylalkohol Gleichgewicht

Beispiel 31

Im Anschluß an das im Beispiel 26 angegebene Verfahren wurde eine hochadhäsive Schicht unter Verwendung einer 0,lgew.%-igen n-Butylalkohollösung aus Methacrylat-Chromtrichlorid gebildet. Dann wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung beim Beispiel 26 verwendet; dann wurde eine 0,lgew.%-ige n-Butylalkohollösung aus Perfluoroctadecyltrimethoxysilan aufgetragen, dem sich eine Wärmebehandlung ähnlich dem Beispiel 26 anschloß:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung Tetraisopropyltitanat

n-Butylalkoho!

9 Gew.% 1 Gew.% Gleichgewicht

Vergleichsbeispiel

Gemäß dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren wurde eine Lösung der unten angegebenen Zusammensetzung auf ein magnetmetallisches Dünnfilmmedium gebracht. Dann wurde die Scheibe bzw. Platte drei Stunden lang bei einer Temperatur von 200⁰C in einem elektrischen Ofen wärmebehandelt:

Tetrahydroxysilan 11% Äthylalkohol-Lösung n-Butylalkohol

10 Gew.% 90 Gew.%

Wie in der folgenden Tabelle dargestellt, wurde ein Abblättern auf dem Magnetaufzeichnungselement aufgrund einer Reibberührung mit dem Magnetkopf dadurch geprüft, daß Aufnahme- und Wiedergabevorgänge entsprechend dem SCS-System wiederholtwurdeh,bei welchem der Magnetkopf zu Beginn und am Ende des Vorganges in Kontakt mit einem Magnetaufzeichnungselement gehalten wurde. Dabei wurde ein Magnetkopf verwendet, dessen Spitze konisch ist und dazu neigt, Staub anzusammeln; ferner wurde dabei jeweils ein entsprechendes Magnetaufzeichnungselement gemäß dem Beispiel 17 bis 31 und gemäß dem Vergleichsbeispiel verwendet. Der Ausdruck »einige Prozent abgeblättert«, wie er in der Tabelle verwendet wird, bedeutet, daß von den vom Magnetkopf herrührenden Reibspuren einige davon abgeblättert waren, während das magnetmetallische Dünnfilmmedium unbeschädigt blieb. Ferner wurde während des Versuchs kein Magnetkopfbrechen bzw. -drücken festgestellt.

Tabelle

Beispiel	CSS-Zyklus	Oberflächen-Bedingung
Vergleichsbeispiel *	5 000	einige % abgeblättert
Beispiel 17, 22,23	25 000	abblätterungsfrei
Beispiel 18, 24, 25	30 000	abblätterungsfrei
Beispiel 19,20,21,26	40 000	abblätterungsfrei
Beispiel 27,28, 31	45 000	abblätterungsfrei
Beispiel 29, 30	50 000	abblätterungsfrei

IO

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, sind die Magnetaufzeichnungselemente gemäß den beschriebenen erfindungsgemäßen Ausfuhrungsbeispielen hinsichtlich Widerstandsfähigkeit gegenüber Reibkontakt mit einem Magnetkopf gegenüber den früher vorgeschlagenen Magnetaufzeichnungselementen überlegen, bei denen ein Polysilikatfilm, der kein Hydrolysepolymer von Metallalkoxid und kein Spannungsrela.-alionsmittcl besitzt, unmittelbar uuf dem magnetmetallischen Dünnfilmmedium vorgesehen ist. S

Was die Widerstandsfähigkeit jegenüber Umgebungseinflüssen betrifft, so wurde dieser »Umgebungsvcrsuch« wie folgt durchgeführt:

Der Versuch, der aus zwei Versuchszyklen, die bei einer Temperatur von 65°C und einer relativen Feuchte von 90% vier Stunden lang durchgeführt wurde, und aus einem dreistündigen Zyklus bei einer Temperatur von minus -10⁰C besteht, wurde zehnmal wiederholt. Die Versuchsergebnisse ergaben keine nachteiligen Auf- io nähme- und Wiedergabeeigenschaften und Antiabriebeigenschaft.

Bei den Esispielen gemäß der Erfindung wird ein Metall als unmagnetisches Scheiben- bzw. Plattensubstrat verwendet. Es kann jedoch auch Kunststoff, Glas, Keramik od. dgl. verwendet werden.

Bei den obigen Beispielen wird das Magnetaufzeichnungselement in seiner Gesamtheit bei 200°C wärmebehandelt. Das Magnetaufzeichnungselement kann zum Erreichen der Ziele vorliegender Erfindung jedoch auch 15 bei Raumtemperatur (etwa 25°C) vollkommen getrocknet werden, um das Lösungsmittel zu entfernen, das einen hohen Verdampfungsdruck besitzt. Ferner ist es möglich, das Magnetaufzeichnungselement bei Temperaturen über 200⁰C einer Wärmebehandlung zu unterziehen, soweit dies nicht die magnetischen Eigenschaften des Magnetaufzeichnungselementes nachteilig beeinflußt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Magnetaufzeichnungselement, insbesondere Magnetplatte oder -trommel, mit einem magnetmetallischen Dünnfilmmedium (3) auf einem unmagnetischen Substrat (2), das zu einer Spiegelfläche feinbearbeitet ist, und mit einem Schutzfilm (6) aus Polysilikat, auf dem ein orientiertes Gleitmittel (7) vorgesehen ist gekennzeichnet durch die Kombination, daß eine hochadhäsi ve Schicht (5) zwischen dem Schutzfilm (6) und dem magnetmetallischen Dünnfilmmedium (3) vorgesehen ist, daß das Polysilikat des Schutzfilms (6) ein Spannungsrelaxationsmittel und/oder ein Hydrolyse-Polymer von Metall-Alkoxid enthält, und daß das orientierte Gleitmittel (7) durch Wärmebehandlung bei 200⁰C von Alkoxysilan, Chlorsilan, Silazan oder ίο einer Kombination davon hergestellt ist.