DE3044770C3

DE3044770C3 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3044770C3
Application number: DE3044770A
Authority: DE
Inventors: Masashi Hayama; Hiroto Saguchi; Kenji Hirabayashi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1979-11-28
Filing date: 1980-11-27
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2000-11-28
Also published as: US4420537A; JPH0156451B2; DE3044770A1; DE3044770C2; JPS5677926A

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein mit einer magnetischen Masse beschichtetes Substrat, wobei die magnetische Masse ein Eisenoxidpulver mit adsorbiertem Kobalt zusammen mit einem Tensid und einem Bindemittel umfaßt.

Ein derartiges magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Eisenoxid-Typ wird in der DE-OS 24 13 430 beschrieben. Der Wert für die Koerzitivkraft Hc beträgt bestenfalls 43767 A/m, und der Wert für die Restmagnetflußdichte Br beträgt bestenfalls 0,1185 T. Ein oberflächenaktives Mittel ist in der magnetischen Masse in einer Menge von 1,5 Gewichtsteilen pro 120 Gewichtsteile des magnetischen Pulvers enthalten.

Aus der DE-OS 25 26 363 ist es bekannt, Tenside, unter anderem auch anionische oberflächenaktive Mittel mit Phosphorsäureester- Gruppen, in einer Menge von höchstens 1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des ferromagnetischen Materials, als Antistatik-Mittel zu verwenden.

Als Audio-Kassettenband mit hoher Leistungsfähigkeit ist in jüngster Zeit ein Magnetband vorgeschlagen und verwendet worden, bei dem ein metallisches Pulver als Magnetpulver benutzt wird. Ein derartiges Magnetband wird als metallisches Band bezeichnet. Diese Bänder weisen eine Koerzitivkraft Hc von 75598 bis 35433 A/m und eine Restmagnetflußdichte Br von 0,2400 bis 0,3200 T auf. Diese Werte sind etwa zwei- bis dreimal so hoch wie bei herkömmlichen Audio- Kassettenbändern. Die metallischen Bänder weisen daher eine bemerkenswert große Leistungsfähigkeit auf, die mit den herkömmlichen Bändern nicht erreicht werden konnte. Da jedoch als magnetisches Medium ein metallisches Pulver, wie ein reines Metall verwendet wird, sind die Kosten bemerkenswert hoch. Das metallische Pulver wird leicht oxidiert, und die Verhinderung der Oxidation bereitet technologische Schwierigkeiten. Außerdem besteht eine Brandgefahr. Es ist daher nicht einfach, ein metallisches Band unter stabilen Bedingungen in einer Massenproduktion herzustellen.

Das metallische Band weist zwar hinsichtlich des Dynamikbereichs (Lautstärkeumfang) einen ausgezeichneten MOL (maximalen Ausgangspegel) auf, seine Schwachstelle besteht jedoch darin, daß es nicht immer eine hohe Empfindlichkeit hat.

Derartige Unzulänglichkeiten können durch Verwendung eines Magnetpulvers vom Eisenoxid-Typ als Quelle des magnetischen Mediums vermieden werden, falls man die Charakteristika des metallischen Bandes schaffen kann. Der maximale Ausgangspegel im Hochfrequenzbereich wird durch Erhöhung der Koerzitivkraft Hc verbessert. Eine Zunahme bei der Koerzitivkraft Hc kann durch Adsorbieren oder Dotieren von Kobalt auf oder in ein Eisenoxidpulver erreicht werden. Der maximale Ausgangspegel im Niederfrequenzbereich ist jedoch schlecht, falls die Restmagnetflußdichte Br nicht erhöht wird. In diesem Fall ist die Tonqualität unausgeglichen. In diesen Tatsachen sind die Gründe dafür zu sehen, daß ein herkömmliches Magnetpulver vom Eisenoxid-Typ bisher nicht verwendet werden konnte.

Um bei einem Band eine Koerzitivkraft von mehr als 75 598 A/m zu erzielen und gleichzeitig eine Empfindlichkeit im Niederfrequenzbereich und einen maximalen Ausgangspegel zu erreichen, die gleich oder besser sind als bei dem metallischen Band, ist ein magnetischer Fluß (Φ_r) von 0,35 · 10^-8 Wb oder höher erforderlich (magnetischer Fluß: Φ_r = Br × Querschnittsfläche des Bandes). Um daher eine derart hohe Leistungsfähigkeit bei dem herkömmlichen Magnetband vom Eisenoxid-Typ zu erzielen, ist eine relativ dicke Beschichtung erforderlich. Bei einem Audio-Kassettenband sollte die Dicke der Beschichtung im Hinblick auf die Struktur des Bandes gewöhnlich 7,5 µm oder weniger betragen. Falls der Wert für Br 0,1800 T oder mehr beträgt, kann leicht ein Φ_r von 0,35 · 10^-8 Wb oder mehr erreicht werden. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, bei dem herkömmlichen Magnetband vom Eisenoxid-Typ einen derart hohen Br-Wert vorzusehen.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, durch Verwendung eines Magnetpulvers vom Eisenoxid-Typ ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das eine hohe verbleibende Magnetisierung und eine hohe Koerzitivkraft aufweist, wobei beide Werte wenigstens gleich groß oder aber größer sind als die entsprechenden Werte des metallischen Bandes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß dem Patentanspruch gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Tensid ein anionisches Tensid vom Phosphorsäureester-Typ ist, das mit einem Verhältnis von 2 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Eisenoxidpulver, vorliegt, und daß ein Gewichtsverhältnis des Eisenoxidpulvers zum Bindemittel von 4 oder mehr vorliegt.

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

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung der verbleibenden Magnetisierung und des Gehalts an dem bei dem Magnetband von Beispiel 1 verwendeten Tensid vom Phosphorsäureester-Typ und

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung der verbleibenden Magnetisierung und des Verhältnisses des Eisenoxidpulvers zum Bindemittel bei dem Magnetband gemäß Beispiel 3.

Durch die Adsorption von Kobalt oder eine ähnliche Maßnahme ist bei den herkömmlichen Magnetbändern vom Eisenoxid-Typ die Koerzitivkraft in bemerkenswerter Weise verbessert worden. Die Restmagnetflußdichte Br betrug jedoch nur etwa 0,1100 bis 0,1500 T.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen, nämlich dem Eisenoxidpulver mit adsorbiertem Kobalt ein anionisches Tensid vom Phosphorsäureester-Typ einzuverleiben und ein Verhältnis des Eisenoxidpulvers zum Bindemittel in einem angestrebten Bereich auszuwählen, wird die Restmagnetflußdichte Br in bemerkenswerter Weise erhöht. Wie aus den Beispielen hervorgeht, kann die Restmagnetflußdichte Br 0,1800 T oder mehr betragen. Die Verwendung des magnetischen Eisenoxids mit adsorbiertem Kobalt führt darüberhinaus zu einer bemerkenswert hohen Koerzitivkraft Hc.

Im folgenden wird die Herstellung des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums näher erläutert. Das als Dispersionsmittel einverleibte, anionische Tensid vom Phosphorsäureester- Typ wird mit einem Verhältnis von 2 Gew.-% oder mehr und vorzugsweise mit einem Verhältnis von 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Eisenoxidpulver mit adsorbiertem Kobalt, einverleibt, und zwar zusammen mit einem Gleitmittel, einem Stabilisator und einem Polymerisat-Lack. Das ganze wird in einer Kugelmühle oder in einer Sandmühle behandelt, um die Komponenten zu dispergieren und eine magnetische Masse herzustellen. Zur Verbesserung der Restmagnetflußdichte Br hat es sich weiterhin als effektiv erwiesen, die Mischung in einem hochviskosen Zustand vor der Dispersionsbehandlung in der Kugelmühle oder der Sandmühle mittels eines Hochdruckkneters mit hoher Scherkraft zu kneten. Es ist wichtig, daß ein Gewichts-Verhältnis des Magnetpulvers (P) zu dem Bindemittel, wie einem Harz (B), von 4,0 oder mehr und vorzugsweise von 4,0 bis 7,0 vorliegt. Die resultierende magnetische Masse wird unter Beaufschlagung mit einem Magnetfeld zur magnetischen Orientierung auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen, getrocknet und einer Hochdruck-Kalandernachbehandlung unterworfen, um eine spiegelglatte Oberfläche zu schaffen. Die Folie wird in einer für ein Kassettenband zweckentsprechenden Breite zerschnitten. Auf diese Weise erhält man ein Magnetband.

Erfindungsgemäß kann eine hohe Restmagnetflußdichte Br sowie eine hohe Koerzitivkraft Hc erzielt werden. Dieses Ergebnis wurde bei den herkömmlichen Magnetbändern vom Eisenoxid-Typ bisher als nicht erreichbar angesehen. Es kann somit ein ausgezeichnetes Magnetband geschaffen werden, das eine Restmagnetflußdichte Br von 0,1800 T oder höher und eine Koerzitivkraft Hc von 75 598 bis 95 433 A/m sowie eine Magnetisierung von 0,35· 10^-8 bis 0,60 · 10^-8 Wb (bei einer Dicke von 7,5 µm oder weniger) aufweist.

Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Eisenoxid handelt es sich um ein azikulares Fe₃O₄ oder γ-Fe₂O₃. Das Eisenoxid wird mit einer Kobaltverbindung behandelt. Die Kobaltmodifikation kann zu einem mit Kobalt dotierten Eisenoxid oder zu einem Eisenoxid mit adsorbiertem Kobalt führen. Obwohl im ersteren Fall eine hohe Koerzitivkraft Hc erhalten wird, sind die Kopiercharakteristik und die Temperaturcharakteristik, verglichen mit dem Eisenoxid mit adsorbiertem Kobalt schlechter. Es wird daher erfindungsgemäß das Eisenoxid mit adsorbiertem Kobalt eingesetzt.

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

Beispiel 1

Es werden die folgenden Komponenten eingesetzt.


Gew.-Teile
Eisenoxid mit adsorbiertem Kobalt
100
anionisches Tensid vom Phosphorsäureester-Typ	3
Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymerisat	16
Nitrilkautschuk	4
Gleitmittel	1
Methyläthylketon	50
Methylisobutylketon	50
Toluol	50

Die obigen Komponenten werden 3 h in einer Sandmühle behandelt, um sie zu dispergieren und eine magnetische Masse herzustellen. Die magnetische Masse wird auf eine 12 µm dicke Polyesterfolie in einer Dicke von etwa 5,8 µm unter Beaufschlagung mit einem Magnetfeld zur magnetischen Orientierung aufgetragen, getrocknet und einer Hochdruck-Kalandernachbehandlung unterworfen, um eine spiegelglatte Oberfläche zu erzeugen. Die Folie wird in einer Breite von 3,81 mm zerschnitten, um ein Audio-Kassettenband zu erhalten.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Dabei wird jedoch der Gehalt des anionischen Tensids vom Phosphorsäureester- Typ in einem Bereich von 0 bis 5 (0 bis 5 Teile pro 100 Teile) variiert. Es wird jeweils ein Magnetband hergestellt und unter den gleichen Bedingungen verglichen. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 1

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt. Dabei wird jedoch ein nichtionisches Tensid vom Anhydrosorbit-monooleat- Typ anstelle des anionischen Tensids vom Phosphorsäureester-Typ mit dem gleichen Gehalt eingesetzt. Es wird ein Magnetband hergestellt und unter den gleichen Bedingungen getestet. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt. Es wird jedoch die Gesamtmenge des Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol- Copolymerisats und des Nitrilkautschuks (bei gleichem Verhältnis von 4 : 1) in einem Bereich von 12,5 bis 100 Gew.-Teilen variiert. Es wird jeweils ein Magnetband hergestellt und unter den gleichen Bedingungen getestet. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 dargestellt.

Tabelle 1

Tabelle 2

Aus Fig. 1 geht hervor, daß bei einem Gehalt des anionischen Tensids vom Phosphorsäureester-Typ von 2 Gew.-% oder mehr (2 pHp: 2 pro 100 des azikularen Eisenoxids mit adsorbiertem Kobalt) die Restmagnetflußdichte Br 0,1800 T oder mehr betragen kann. Falls der Gehalt des anionischen Tensids vom Phosphorsäureester-Typ mehr als 5 Gew.-% beträgt, tritt keine weitere Verbesserung des Effekts ein und es wird ein gewisses Ausblühen verursacht. Das heißt, das Tensid blutet aus der magnetischen Schicht aus. Der Gehalt des anionischen Tensids vom Phosphorsäureester-Typ beträgt daher vorzugsweise 2 Gew.-% oder liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 2,5 bis 5 Gew.-%.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß bei einem Gewichts-Verhältnis des Eisenoxids mit adsorbiertem Kobalt P zum Bindemittel B von 3,5 oder mehr die Restmagnetflußdichte Br 0,1800 T oder mehr beträgt. In einem Bereich von 3,5 bis 4,0 ist jedoch die Kräuselung des Magnetbandes bemerkenswert groß. Das Verhältnis P/B sollte daher 4 oder mehr betragen. Falls das Verhältnis P/B zu groß ist, nimmt die Festigkeit der magnetischen Schicht ab. Durch eine Vielzahl von Tests wurde festgestellt, daß das Verhältnis P/B vorzugsweise kleiner als 6,0 sein soll. Es wird daher gewöhnlich ein Verhältnis P/B von 4,0 oder mehr vorgesehen und vorzugsweise liegt das Verhältnis in einem Bereich von 4,5 bis 6,0.

Aus Tabelle 1 geht hervor, daß das erfindungsgemäße Magnetband ausgezeichnete magnetische Eigenschaften aufweist. Hc und Φ_r des erfindungsgemäßen Magnetbandes sind den entsprechenden Werten des herkömmlichen Magnetbandes vom Eisenoxid-Typ überlegen und gleich gut wie die des metallischen Bandes. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Magnetbandes treten somit deutlich hervor. Gemäß Tabelle 2 weist das in Beispiel 1 erhaltene erfindungsgemäße Magnetband überlegene Charakteristika, verglichen mit denen des metallischen Bandes auf. Dieser Effekt ist auf die Einverleibung des anionischen Tensids vom Phosphorsäureester-Typ zurückzuführen. Andererseits sind bei Verwendung des anderen, nichtionischen Tensids als Dispersionsmittel der maximale Ausgangspegel und die Frequenzcharakteristika schlechter. Daraus geht klar hervor, daß der erfindungsgemäße Effekt durch die Einverleibung des anionischen Tensids vom Phosphorsäureester-Typ erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird durch Verwendung des Eisenoxidpulvers mit adsorbiertem Kobalt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erhalten, das, verglichen mit dem herkömmlichen metallischen Band, die gleichen oder sogar bessere Charakteristika aufweist.

Claims

Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein mit einer magnetischen Masse beschichtetes Substrat, wobei die magnetische Masse ein Eisenoxidpulver mit adsorbiertem Kobalt zusammen mit einem Tensid und einem Bindemittel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß als Tensid ein anionisches Tensid vom Phosphorsäureester-Typ mit einem Verhältnis von 2bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Eisenoxidpulver, vorliegt, das Gewichtsverhältnis des Eisenoxidpulvers zum Bindemittel in einem Bereich von 4,0 bis 7,0 liegt und das magnetische Aufzeichnungsmedium eine Koerzitivkraft Hc von 75 598 bis 95 493 A/m und einen verbleibenden magnetischen Fluß Φ_r von 0,35 · 10^-8 bis 0,6 · 10^-8 Wb aufweist.