DE3026672C2

DE3026672C2 -

Info

Publication number: DE3026672C2
Application number: DE3026672A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Nakashima; Akira Tokio/Tokyo Jp Okada
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1980-07-14
Publication date: 1991-11-07
Also published as: JPS5613525A; DE3026672A1; GB2055394B; GB2055394A; US4399189A; NL189321B; NL189321C; NL8003789A; JPH02771B2

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein mit einer magnetischen Schicht beschichtetes Substrat, wobei die Magnetschicht ein magnetisches Pulver und mindestens ein nicht-magnetisches Pulver umfaßt.

Der Zusatz eines nicht-magnetischen Pulvers, wie z. B. Cr₂O₃, Al₂O₃, SiC und SiO₂ zur Magnetschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums ist aus der DE-AS 12 87 633 bekannt. Gemäß der Lehre dieser Druckschrift sollen die feinen, nicht-magnetischen Pulverteilchen der Magnetschicht zugemischt werden, um am Kopf des Aufnahmegeräts einen Poliereffekt zu erzielen. Dieser Poliereffekt geht jedoch mit einer beträcht lichen Abnutzung des Kopfes einher.

Gemäß der DE-OS 22 54 981 werden nicht-magnetische Pulver wie z. B. die Oxide von Al, Cr, Ti und Ce zur Ausbildung einer Zwischenschicht zwischen dem Substrat und der Magnetschicht eingesetzt. Die dabei erhaltenen magnetischen Aufzeichnungs medien sind für ein berührungslos arbeitendes Aufzeichnungssystem mit einem sogenannten "flying head" vorgesehen.

Andererseits ist für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das in einem Videobandgerät betrieben werden soll, die Stillstands-Cha rakteristik eine der wichtigsten Eigenschaften. Zur Erzielung einer ausgezeichneten Stillstands-Charakteristik bei der Aufnahme und Wiedergabe ist es erforderlich, den Abrieb der Oberfläche des Bandes durch den Kopf des Videobandgeräts zu verhindern. Bei einem bekannten System sind zur Durchführung des Abtastens während des Wiedergabebetriebs im Stillstand zwei Magnetköpfe vorgesehen, die mit einem Spalt von 180° bezüglich einer rotie renden Trommel angeordnnet sind und sich mit hoher Geschwindigkeit drehen, wobei ein Band eine kreisförmige Schleife bildet. Bei die sem System wird bei nicht befriedigender Abriebsbeständig keit des Bandes die Oberfläche desselben allmählich ausge kerbt, was zu einer Verkürzung der Wiedergabezeit im Still stand führt.

Falls der Beschichtung eines Magnetbandes ein hartes, nicht-magnetisches Pulver wie z. B. Cr₂O₃ oder Al₂O₃-Pulver einverleibt wird, das härter ist als das Magnetpulver, kann zwar die Abriebbeständigkeit des Magnetbandes verbessert werden, es tritt jedoch unvorteilhafterweise ein erhöhter Abrieb bei dem Kopf des Aufnahmegeräts auf. Mit den bekannten magnetischen Aufzeichnungsmedien ist es nicht gelungen, zwei unvereinbare Erfordernisse zu erfüllen, nämlich eine Steigerung der Abriebbeständigkeit des Magnetbandes zur Verbesserung der Stillstands-Charakteristik zu erreichen und gleichzeitig den Abrieb des Kopfes des Aufnahmegeräts zu minimalisieren.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ma gnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das eine ver besserte Stillstandscharakteristik aufweist und bei einem Kopf eines Aufnahmegeräts einen geringen Abrieb verur sacht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium der eingangs erwähnten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das nichtmagne tische Pulver eine erste Pulverkomponente von Al₂O₃ und/oder Cr₂O₃ in einem Mengenverhältnis von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, sowie eine zweite Pulverkomponente von TiO₂, SiC, SiO₂, ZrO₂ und/oder CeO₂ in einem Mengenverhältnis von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, umfaßt, wobei die Gesamtmenge der nichtmagnetischen Pulver weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, beträgt.

Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung von RF-Wiedergabeausgangsleistung (dB) zu Verhältnissen der nichtmagnetischen Pulver zu dem Magnetpulver (Gewichts verhältnisse);

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung des Abriebs des Kopfes des Aufnahmegeräts zu Verhältnissen von Al₂O₃-TiO₂ nichtmagnetischen Pulvermischungen zu dem Magnetpulver (Gewichtsverhältnisse);

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehung von Wiedergabezeit im Stillstand (Minuten) zu Verhält nissen von Al₂O₃-TiO₂ nichtmagnetischen Pulvermischungen zu dem Magnetpulver (Gewichtsverhältnisse); und

Fig. 4 und 5 jeweils graphische Darstellungen der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Beziehungen, wobei je doch Cr₂O₃-SiC als nichtmagnetische Pulvermischung ver wendet wurde.

Die Erfinder haben nichtmagnetische Pulver untersucht, die einer aufgetragenen magnetischen Schicht des Magnetbandes einverleibt sind. Dabei hat sich gezeigt, daß bei Kombina tion eines nichtmagnetischen Pulvers, welches bei dem Kopf des Aufnahmegeräts einen starken Abrieb verursacht, jedoch andererseits dem Band eine überlegene Stillstandscharakte ristik verleiht, mit einem nichtmagnetischen Pulver, das einen geringeren Abrieb des Kopfes des Aufnahmegeräts ver ursacht, jedoch zu einer schlechteren Stillstandscharakte ristik führt, ein synergistischer Effekt auftritt. Dadurch wird im Vergleich zur Einverleibung von nur einem nicht magnetischen Pulver die Stillstandscharakteristik ver bessert, ohne daß gleichzeitig die unerwünschte Zunahme des Abriebs des Kopfes des Aufnahmegeräts auftritt.

Bei der ersten nicht-magnetischen Pulverkomponente handelt es sich um herkömmliche Pulver, die aus Cr₂O₃ und/oder Al₂O₃ bestehen und die bereits zur Verbesserung der Stillstands-Charak teristik eingesetzt worden sind. Die zweite nicht-magnetische Pulverkomponente ist ein Pulver, das aus TiO₂, SiC, SiO₂, ZrO₂ und/oder CeO₂ besteht.

Diese beiden Pulverarten mit unterschiedlichen Eigenschaf ten können der aufgetragenen magnetischen Schicht dadurch einverleibt werden, daß man das Magnetpulver mit einem Bindemittel, einem Zusatzstoff und diesen nichtmagneti schen Pulvern, gegebenenfalls unter weiterem Zusatz eines Vernetzungsmittels, vermischt. Auf diese Weise wird eine Magnetpulvermasse hergestellt. Diese Masse wird dann auf ein als Basis dienendes Substrat aufgetragen. Es ist na türlich auch möglich, das nichtmagnetische Pulver mit dem Magnetpulver zu vermischen, bevor diese mit dem Bindemit tel vermischt werden.

Falls die nichtmagnetischen Pulver in großer Menge einver leibt sind, sind wegen der nichtmagnetischen Eigenschaften die elektromagnetischen Charakteristika schlechter.

Die graphische Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt die Abhängig keit der Hochfrequenz-Wiedergabeausgangsleistungen von den Verhältnissen der Gesamtmenge der nichtmagnetischen Pulver zu dem Magnetpulver. Aus der graphischen Darstel lung geht klar hervor, daß die nichtmagneti schen Pulver mit einem Verhältnis von weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, einzuverleiben sind. Die graphische Darstellung gibt die Werte für die Kombination von Al₂O₃-Pulver und TiO₂-Pulver an. Bei anderen Kombina tionen der anderen nichtmagnetischen Pulver wird die glei che Tendenz beobachtet.

Die Verhältnisse der zwei Arten der nichtmagnetischen Pul ver sollten in der Weise ausgewählt werden, daß im Hin blick auf die Erzielung einer angestrebten Balance der bei den Eigenschaften, nämlich Abrieb des Kopfes und Still standscharakteristik, das optimale Verhältnis vorliegt. Dabei wird die Stillstandscharakteristik als Wiedergabe zeit im Stillstand bewertet. Die Verhältnisse sollten des halb jeweils ausgewählt werden, weil die genannten Eigen schaften von der Variation der Kombination der beiden Arten der nichtmagnetischen Pulver abhängen. Bei der Auswahl sollte außerdem das Maximalverhältnis der Gesamtmenge der nichtmagnetischen Pulver in Erwägung gezogen werden. Ge wöhnlich wird jede Art des nichtmagnetischen Pulvers mit einem Verhältnis von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, einverleibt.

Bezüglich des durchschnittlichen Teilchendurchmessers bei den nichtmagnetischen Pulvern beobachtet man gewöhnlich, daß die Stillstandscharakteristik in Abhängigkeit von der Zunahme des durchschnittlichen Teilchendurchmessers ver bessert wird, wohingegen der Abrieb des Kopfes zunimmt. Bei zu geringem Durchmesser ist die Stillstandscharakteri stik schlechter. Falls der Durchmesser zu groß ist, sind die elektromagnetischen Eigenschaften schlechter. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser des nichtmagneti schen Pulvers liegt daher vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 2 µm.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Es wird eine Magnetpulvermasse hergestellt, die folgende Komponenten umfaßt.


g
Eisenoxidmagnetpulver mit adsorbiertem Kobalt
400
Nitrocellulose	30
Harz vom Polyvinylchlorid-Typ	15
Urethanelastomeres	40
Ruß	20

Der Magnetpulvermasse werden TiO₂- und Al₂O₃-Pulver mit ver schiedenen Verhältnissen einverleibt, um jeweils magneti sche Massen herzustellen. Anschließend wird ein Vernet zungsmittel vom Isocyanattyp zugegeben, und die Mischung wird auf eine Polyesterfolie unter Ausbildung einer Schicht mit einer Dicke von etwa 5 µm aufgetragen. Auf diese Weise wird jeweils ein Magnetband hergestellt.

In Fig. 2 sind die Beziehungen des Abriebs des Kopfes des Aufnahmegeräts zu den Mengenverhältnissen der Al₂O₃- und TiO₂-Pulver, bezogen auf das Magnetpulver, dargestellt. Aus dieser graphischen Darstellung geht hervor, daß bei alleiniger Einverleibung von Al₂O₃-Pulver, also bei 0% TiO₂-Pulver, der Abrieb des Kopfes bemerkenswert groß ist, selbst wenn nur 1% Al₂O₃-Pulver einverleibt ist. Im Bereich einer geringen Menge des Al₂O₃-Pulvers erhöht sich der Abrieb des Kopfes in Abhängigkeit von der Zunahme der Menge des Al₂O₃-Pulvers. Dagegen verringert sich der Abrieb des Kopfes in Abhängigkeit von der Zunahme der Menge des TiO₂-Pulvers.

Fig. 3 veranschaulicht die Beziehungen von Wiedergabezeit im Stillstand zu den Mengenverhältnissen der Al₂O₃- und TiO₂-Pulver, bezogen auf das Magnetpulver, entsprechend Fig. 2. Aus der graphischen Darstellung geht hervor, daß die Wiedergabezeit im Stillstand bei einer geringen Menge des Al₂O₃-Pulvers bemerkenswert kurz ist. Falls die Menge des Al₂O₃-Pulvers 0% beträgt, tritt selbst bei Erhöhung der Menge des TiO₂-Pulvers keine wesentliche Verlängerung der Wiedergabezeit im Stillstand ein. Falls ein Verhält nis des Al₂O₃-Pulvers von mehr als 3% vorliegt, erhöht sich die Wiedergabezeit im Stillstand auf etwa 220 Minu ten. Falls unter diesen Bedingungen das Verhältnis des TiO₂-Pulvers erhöht wird, findet man darüberhinaus eine weitere Zunahme bei der Wiedergabezeit im Stillstand.

Es hat sich als möglich erwiesen, die Wiedergabezeit im Stillstand um 80 bis 100 Minuten zu verlängern, vergli chen mit dem alleinigen Einverleiben von Al₂O₃-Pulver. Durch Kombination des TiO₂-Pulvers mit Al₂O₃-Pulver konnte außerdem im Vergleich mit dem alleinigen Einverleiben von Al₂O₃-Pulver der Abrieb des Kopfes des Aufnahmegeräts auf ½ bis ¹/₃ reduziert werden. Andere Eigenschaften, wie Rauheit des Kopfes und Oberflächencharakteristika des Ma gnetbandes, sind bei der Kombination von TiO₂- und Al₂O₃- Pulvern gewöhnlich besser als bei dem alleinigen Einver leiben von Al₂O₃-Pulver.

Durch Kombination von 1 bis 15% des TiO₂-Pulvers und 1 bis 15% des Al₂O₃-Pulvers kann die optimale Balance von Abrieb des Kopfes und Stillstandscharakteristik erreicht werden.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Es wird je doch in der magnetischen Masse das Harz vom Polyvinyl chlorid-Typ durch die gleiche Menge eines Polyesterharzes ersetzt. Es wird jeweils ein Magnetband hergestellt. Man erhält die gleichen Charakteristika bezüglich Abnutzung des Kopfes und Wiedergabezeit im Stillstand wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch bei der Herstellung der magnetischen Masse Nitrocellulose nicht einverleibt wird. Es wird jeweils ein Magnetband hergestellt. Man erhält die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1.

Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1, jedoch unter Weg lassung des Vernetzungsmittels vom Isocyanattyp, wird je weils ein Magnetband vom thermoplastischen Typ hergestellt. Die Stillstandscharakteristika sind beeinträchtigt. Dennoch ist die Tendenz der Charakteristika im wesentlichen die gleiche, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 werden jeweils Magnet bänder hergestellt. Es werden jedoch jeweils andere bekann te thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze, reaktive Harze oder Mischungen derselben als Bindemittel verwendet. Man findet, daß die Stillstandscharakteristika und der je weilige Abrieb des Kopfes jeweils geringfügig variieren; die Tendenz der Charakteristika ist jedoch im wesentli chen die gleiche wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Bei der vorliegenden Erfindung können daher die Einflüsse der Bin demittel und der Zusatzstoffe vernachlässigt werden.

Beispiel 3

Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 werden jeweils Magnet bänder hergestellt und die Eigenschaften derselben unter sucht. Es wird jedoch das Eisenoxidmagnetpulver mit ad sorbiertem Co durch γ-Fe₂O₃-Pulver, Fe₃O₄-Pulver, Fe₃O₄- Pulver mit adsorbiertem Co, ferromagnetisches Legierungs pulver oder eine Mischung derselben ersetzt. Die Ergeb nisse sind im wesentlichen die gleichen wie die in den Fig. 2 und 3 gezeigten.

Beispiel 4

Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 werden jeweils Magnet bänder hergestellt und die Eigenschaften derselben unter sucht. Es werden jedoch in unterschiedlichen Kombinatio nen Cr₂O₃-Pulver, das die gleichen Charakteristika wie Al₂O₃-Pulver aufweist, sowie SiC-, SiO₂-, ZrO₂- oder CeO₂-Pulver, die die gleichen Charakteristika wie das TiO₂-Pulver aufweisen, verwendet. Die Absolutwerte sind zwar geringfügig unterschiedlich, in allen Fällen ist je doch die Tendenz im wesentlichen die gleiche wie in Fig. 2 und 3 dargestellt. Aus den bei diesen Tests erhal tenen Ergebnissen sind in den Fig. 4 und 5 die Graphen der Cr₂O₃-SiC-Pulvermischungen dargestellt.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein mit einer magnetischen Schicht beschichtetes Substrat, wobei die Magnet schicht ein magnetisches Pulver und mindestens ein nichtmagneti sches Pulver umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtmagne tische Pulver eine erste Pulverkomponente von Al₂O₃ und/oder Cr₂O₃ in einem Mengenverhältnis von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, sowie eine zweite Pulverkomponente von TiO₂, SiC, SiO₂, ZrO₂ und/oder CeO₂ in einem Mengenverhältnis von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, umfaßt, wobei die Gesamtmenge der nichtmagnetischen Pulver weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, beträgt.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Teilchendurchmesser bei der ersten und der zweiten nicht-magnetischen Pulverkomponente in einem Bereich von 0,1 bis 2 µm liegt.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis der ersten nicht-magnetischen Pulverkomponente in einem Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, und ein Verhältnis der zweiten nicht-magnetischen Pulverkomponente in einem Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver, vorliegt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetpulver ausgewählt ist aus Eisenoxid mit adsorbiertem CO, γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Fe₃O₄ mit adsorbiertem CO, ferromagnetische Legierung und Mischungen derselben.