DE3106228A1

DE3106228A1 - Verfahren zur herstellung eines magnetischen aufzeichnungsmediums

Info

Publication number: DE3106228A1
Application number: DE19813106228
Authority: DE
Inventors: Yutaka Sendai Miyagi Takei
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1980-02-19
Filing date: 1981-02-19
Publication date: 1981-12-10
Also published as: FR2476362A1; GB2069371B; JPS56117336A; DE3106228C2; JPH0156452B2; FR2476362B1; GB2069371A; NL8100802A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums oder magnetischen Aufzeichnungsmaterials gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Magnetische Aufzeichnungsmedien, wie Magnetbänder, die in den verschiedensten Magnetaufzeichnungs- und/oder -wiedergabegeräten verwendet werden, beispielsweise in Audio- und/ oder Video-Bandaufzeichnungsgeräten, bestehen aus einem nichtmagnetischen Substrat, das an seiner Oberfläche mit einer magnetischen Überzugsschicht versehen ist. Die magnetische Überzugsschicht wird dadurch gebildet, daß man ein magnetisches Beschichtungsmaterial oder Anstrichmittel, das ein nadeiförmiges magnetisches Pulver und ein Bindemittel, die gleichmäßig in einem organischen Lösungsmittel dispergiert sind, in Form einer Schicht auf das Substrat aufträgt. Nachdem das magnetische Beschichtungsmaterial auf die Oberfläche des Substrats aufgetragen worden ist, wird das Magnetband, solange das Beschichtungsmaterial noch feucht ist und das magnetische Pulver in der Überzugsschicht noch bewegt werden kann, durch ein Magnetfeld geführt, um das magnetische Pulver längs einer Richtung, des Magnetfeldes auszurichten, wonach die Überzugsschicht zur Fixierung des magnetischen Pulvers getrocknet wird. Durch die Orientierungsbehandlung werden die magnetischen Eigenschaften längs der vorbestimmten Richtung verbessert, beispielsweise wird das Rechteckverhältnis, d.h. das Verhältnis von remanenter Flußdichte zu magnetischer Sättigungsflußdichte erhöht.

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Bisher erfolgte die Orientierungsbehandlung oder Ausrichtbehandlung durch das Anlegen eines mit Hilfe eines Permanentmagneten oder eines Gleichstromelektromagneten an die magnetische Überzugsschicht angelegten magnetischen Gleichfeldes. Gemäß dieser Methode wird selbst dann, wenn die Feldstärke des Magnetfeldes zur Steigerung des Orientierungseffektes erhöht wird, der Orientierungseffekt nicht genügend erreicht, wobei sich im Gegensatz zu den erwarteten Vorteilen eine Verschlechterung der Oberflächenglätte der Überzugsschicht ergibt.

Es wurden verschiedene Methoden zur Verbesserung der Orientierungsbehandlung vorgeschlagen. Gemäß einer Methode wird eine Orientierungsvorrichtung vorgeschlagen, die einen Hauptorientierungsmagneten in Form eines Permanentmagneten oder eines Gleichstromelektromagneten umfaßt, der ein Magnetfeld einer Richtung erzeugt und der von einem mit Wechselstrom versorgten Elektromagneten begleitet wird, der ein zusätzliches Magnetfeld mit periodisch alternierender Polarität (magnetisches Wechselfeld) erzeugt, das sich dem Hauptmagnetfeld überlagert. Gemäß einer weiteren Methode erfolgt die Orientierung durch Anlegen eines magnetischen Gleichfeldes längs einer vorbestimmten Richtung und eines zusätzlichen magnetischen Wechselfeldes, das senkrecht zu der Richtung des magnetischen Hauptgleichfeldes dem magnetischen Hauptfeld überlagert wird; oder man bewirkt eine mechanische Vibration unter gleichzeitiger Anlegung des magnetischen Hauptgleichfeldes zur Verbesserung der Ausrichtung des magnetischen Pulvers. Gemäß einer weiteren Methode wird neben dem magnetischen Hauptfeld in Form eines magnetischen Gleichfeldes auch magnetisches Wechselfeld angelegt, um das magnetische Pulver in Vibration zu versetzen und seine Orientie-

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rung zu verbessern. Jedoch wird bei all diesen herkömmlichen Methoden die Orientierung im wesentlichen durch das als Hauptfeld angelegte magnetische Gleichfeld verursacht, während das angelegte magnetische Wechselfeld so schwach ist, daß es gerade zu Vibrationen des magnetischen Pulvers führt, so daß dieses ohne weiteres während der Orientierungsbehandlung bewegt werden kann.

Bei den herkömmlichen Methoden, bei denen die Orientierung überwiegend durch ein magnetisches Gleichfeld erreicht wird, selbst wenn zusätzlich ein magnetisches Wechselfeld angewandt wird, tritt ein wesentlicher Orientierungseffekt auch dann auf, wenn die Stärke des orientierenden Magnetfeldes geringer ist, als die Koerzitivkraft Hc des magnetischen Pulvers, wobei jedoch auch dann kein ausreichend starker Orientierungseffekt erreicht werden kann, wenn man ein magnetisches Gleichfeld mit einer Stärke anlegt, die größer ist, als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, wobei sich auch in diesem Fall im Gegensatz zu der Erwartung eine Verschlechterung der Oberflächenglätte der Magnetschicht einstellt, wenn man die Feldstärke des orientierenden Magnetfeldes steigert, wie es oben bereits angesprochen wurde. Es ergeben sich auch weitere Nachteile dadurch, daß keine gute Orientierung erreicht werden kann und daß kein hohes Rechteckverhältnis erzielt werden kann, wenn das magnetische Pulver schlechte Dispersionseigenschaften besitzt, wenn große magnetische Agglomerate in dem magnetischen Beschichtungsmaterial enthalten sind und wenn das magnetische Beschichtungsmaterial einen hohen Gehalt an magnetischem Pulver aufweist.

Es wird angenommen, daß der Grund dafür, daß mit den herkömmlichen Methoden, bei denen die Orientierung im wesentlichen unter Anwendung eines magnetischen Gleichfeldes erreicht wird, unabhängig davon, ob ein zusätzliches mag-

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netisches Wechselfeld angelegt wird oder nicht, kein ausreichend hohes Rechteckverhältnis erreicht werden kann, darin zu sehen ist, daß keine Umschaltung der Polarität der Magnetisierung des magnetischen Pulvers bei diesen herkömmlichen Orientierungsverfahren angewandt wird.

Der Begriff, "Umschaltung" steht für die Änderung der Polarität der spontanen Magnetisierung des magnetischen Pulvers oder für die Änderung der Richtung der Magnetisierung von einer ersten Richtung zu einer dieser Richtung entgegengesetzten Richtung. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium 1, das mit einem magnetischem Beschichtungsmaterial, das ein nadeiförmiges Magnetpulver, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthält, beschichtet ist, längs der Pfeilrichtung a, durch eine Vorrichtung 2, in der ein orientierendes Magnetfeld erzeugt w.ird, geführt währenddem das magnetische Beschichtungsmaterial noch feucht und das magnetische Pulver in dem Beschichtungsmaterial noch beweglich ist, so daß das durch die Vorrichtung 2 erzeugte magnetische Gleichfeld während der Hindurchführung des magnetischen Aufzeichnungsmediums auf die magnetische Oberzugsschicht einwirkt, was zur Folge hat, daß das nadeiförmige magnetische Pulver längs der Richtung des Magnetfeldes orientiert oder ausgerichtet wird. In diesem Fall erreicht das von dem magnetischen Pulver auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium im Augenblick des Eintretens in die das orientierende Magnetfeld erzeugende Vorrichtung einwirkende magnetische Gleichfeld nicht augenblicklich die für die Orientierung gewünschte Stärke H^_n, sondern es erfolgt ein allmähliches Anstei-

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gen des Magnetfeldes bei der Annäherung des magnetischen

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Aufzeichnungsmediuras an den Eintritt der Vorrichtung zur Erzeugung des orientierenden Magnetfeldes. Die Stärke des von dem magnetischen Pulver aufgenommenen Magnetfeldes ist in der Fig. 2 dargestellt. Selbst wenn man ein orientierendes Magnetfeld H__ auswählt, das stärker ist als

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die Koerzitivkraft Hc des magnetischen Pulvers, wirkt während einer gewissen Zeitdauer, wenngleich diese auch kurz ist, ein magnetisches Feld auf das magnetische Pulver ein, dessen Feldstärke nicht stärker ist, als die Koerzitivkraft Hc des magnetischen Pulvers. Bei der Anwendung eines solchen Magnetfeldes, das nicht stärker ist als die Koerzitivkraft Hc₁ erfolgt kein Umschalten der Polarität der Magnetisierung, sondern es beginnt eine Rotation des magnetischen Pulvers selbst durch die Wechselwirkung zwischen der Magnetisierung und dem Magnetfeld. In diesem Fall wird, wenn die spontane Magnetisierung des magnetischen Pulvers 3, die in der Fig. 3A mit dem Pfeil a dargestellt ist, in die Richtung des Magnetfeldes geneigt wird, das magnetische Pulver relativ leicht längs der Richtung des Magnetfeldes mit einem Rotationswinkel 3* der kleiner ist als 90°, orientiert, während dann, wenn die durch den Pfeil b in der Fig. 4A dargestellte spontane Magnetisierung entgegengesetzt zu der Richtung des Magnetfeldes ausgerichtet ist, das Magnetpulver um einen großen Winkel S⁰ von bis zu 180° gedreht wird, wie es ebenfalls in der Fig. 4A angedeutet ist. In diesem Fall muß bis zur vollständigen Orientierung das magnetische Pulver erheblich bewegt werden, so daß eine lange Zeitdauer zur Vervollständigung der Orientierung notwendig ist. Selbst wenn das orientierende Magnetfeld während einer ausreichend langen Zeitdauer angelegt wird, besteht die Möglichkeit der gegenseitigen Beeinträchtigung der Teilchen des magnetischen Pulvers, da jedes Pulver-

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teilchen erheblich bewegt werden muß, was zur Folge hat, daß ein beträchtlicher Anteil des Pulvers auf dem halben Weg der Orientierung fixiert wird, wie es in der Fig. 4B dargestellt ist. Dieses Verhalten tritt umsomehr dann auf, wenn das verwendete Pulver, wie bereits erwähnt, schlechte Dispersionseigenschaften aufweist oder in starkem Maße magnetische Agglomerate enthält. Somit erfolgt bei der überwiegend mit Hilfe eines magnetischen Gleichfeldes bewirkten Orientierung eine übermäßige Bewegung des magnetischen Pulvers bei der sich die Teilchen des magnetischen Pulvers stören, was zu einem schlechten Rechteckverhältnis auch dann führt, wenn man ein starkes orientierendes Magnetfeld anwendet. Weiterhin ergibt sich der Nachteil, daß die Oberflächenglätte der Überzugsschicht beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums anzugeben, das ein überlegenes Rechteckverhältnis und ein verbessertes Orientierungsverhältnis aufweist, ohne daß die Oberflächenglätte der magnetischen Oberzugsschicht beeinträchtigt wird, so daß man ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit überlegenen Eigenschaften erhält.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums oder Aufzeichnungsmaterials, bei dem ein nichtmagnetisches Substrat mit einem magnetischen Beschichtungsmaterial

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oder einem magnetischen Anstrichmittel, das überwiegend aus einem magnetischen Pulver und einem Bindemittel, die in einem Lösungsmittel dispergiert sind, besteht, unter Bildung einer Überzugsschicht beschichtet wird, ein orientierendes Magnetfeld an die Überzugsschicht angelegt wird, solange diese noch feucht ist und daß magnetische Pulver in der Überzugsschicht noch bewegt werden kann und die Überzugsschicht getrocknet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Polarität des orientierenden Magnetfeldes periodisch ändert und ein Magnetfeld mit einer Feldstärke anwendet, die größer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers.

Weitere Gegenstände, Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Orientierungsbehandlung bei der Herstellung eines Magnetbandes;

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung des orientierenden Magnetfeldes, wie es nach dem Stand der Technik angewandt wird;

Fig. 3A, 3B, 4A, 4B und 4C Modelle zur Verdeutlichung der nach dem Stand der Technik erreichten Orientierung;

Fig. 5 und 7 graphische Darstellungen, die die Beziehung zwischen dem orientierenden Magnetfeld und dem Rechteckverhältnis verdeutlichen;

Fig. 6 und 8 graphische Darstellungen, die die Beziehung zwischen dem orientierenden Magnetfeld und dem Orientierungsverhältnis verdeutlichen;

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Fig. 9A₁, 9A₂ und 9B Modelle zur Verdeutlichung der erfindungsgemäß erreichten Orientierung; und

Fig. 10 eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen dem Pulver/Bindemittel-Verhältnis und dem Rechteckverhältnis.

Erfindungsgemäß wird bei der Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums die auf einem nichtmagnetischen Substrat vorliegende magnetische Überzugsschicht einer Orientierungsbehandlung unterworfen, um das magnetische Pulver in der Überzugsschicht längs einer Richtung auszurichten, indem man ein magnetisches Wechselfeld mit periodisch alternierender Polarität anlegt, das eine Feldstärke aufweist, die größer ist als die Koerzitivkraft Hc des magnetischen Pulvers. Die Überzugsschicht wird während oder unmittelbar nach der Einwirkung des orientierenden magnetischen Wechselfeldes getrocknet.

Man führt ein nichtmagnetisches Substrat, wie eine PoIyäthylenterephthalatfolie, das mit einem magnetischen Beschichtungsmaterial, das überwiegend ein nadeiförmiges magnetisches Pulver, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthält, beschichtet ist, durch die das orientierende Magnetfeld erzeugende Vorrichtung 2, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist. Das durch die Vorrichtung 2 erzeugte orientierende Magnetfeld kann unmittelbar nach der Beschichtungsmaßnahme oder während der Beschichtungsmaßnahme an die magnetische Überzugsschicht angelegt werden. Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung 2 zur Erzeugung des orientierenden Magnetfeldes aus einer Magnetspule und einer Wechselstromquelle, so daß ein Magnetfeld mit einer Feldstärke, die größer ist als die Koerzitivkraft Hc des magnetischen Pulvers erzeugt wird, das

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seine Polarität in Abhängigkeit von der Wechselstromversorgung alternierend ändert. An der Austrittseite der Vorrichtung 2 zur Erzeugung des orientierenden Magnetfeldes ist ein Trockner vorgesehen, der in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, mit dem die magnetische Überzugsschicht getrocknet wird, bis das magnetische Pulver in der Überzugsschicht sich nicht mehr bewegen kann. Somit überlappen sich das hintere Ende der Vorrichtung 2 zur Erzeugung des orientierenden Magnetfeldes und das vordere Ende des Trockners teilweise, indem die Magnetspule teilweise die äußere Seite des Trockners umhüllt. Man kann verschiedene Methoden zur Trocknung der Überzugsschicht anwenden, wobei eine Methode darin besteht, die Überzugsschicht mit warmer Luft anzublasen.

Die Frequenz des magnetischen Wechselfeldes sollte mehr als 40 Hz betragen, wobei der Orientierungseffekt mit höherer Frequenz besser wird. Die magnetische Überzugsschicht sollte dem magnetischen Wechselfeld mit einer Feldstärke, die größer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, während einer Zeitdauer von mindestens 70 ms,vorzugsweise mindestens 100 ms ausgesetzt werden. Wenn die Frequenz weniger als 40 Hz beträgt, sind die Perioden der Einwirkung des Magnetfeldes einer Polarität auf das magnetische Pulver, selbst wenn diese Periode wesentlich kürzer ist als die Periode im Fall des herkömmlich angewandten magnetischen Gleichfeldes, groß genug, um eine unerwünschte Rotation des magnetischen Pulvers zu verursachen, da das magnetische Pulver einem Magnetfeld ausgesetzt wird, das nicht größer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, bevor dieses der Einwirkung des orientierenden magnetischen Wechselfeldes mit einer magnetischen Feldstärke, die größer ist

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als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, unterliegt. Wenn die Zeitdauer, während der die magnetische Überzugsschicht dem orientierenden magnetischen Wechselfeld ausgesetzt ist, dessen Stärke größer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, kürzer ist als die oben angesprochene Periode kann der gewünschte Orientierungseffekt nicht in ausreichendem Maße erreicht werden, da die Periode nicht dazu ausreicht, das magnetische Pulver in die Richtung des orientierenden Magnetfeldes zu drehen. Die Zeitdauer kann natürlich durch die Fördergeschwindigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums durch die das orientierende Magnetfeld erzeugende Vorrichtung und die Länge des orientierenden Magnetfeldes längs der Laufrichtung des Bandes gesteuert werden.

Man kann die magnetische Aufzeichnungsschicht einem magnetischen Gleichfeld aussetzen, bevor man die magnetische Überzugsschicht erfindungsgemäß mit dem orientierenden magnetischen Wechselfeld behandelt. In diesem Fall wird das magnetische Pulver in der magnetischen Überzugsschicht im wesentlichen durch das magnetische Gleichfeld orientiert, so daß die Zeit zur Vervollständigung der magnetischen Orientierung durch das orientierende magnetische Wechselfeld verkürzt werden kann.

Als magnetisches Pulver kann man bei der Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums Jp-Fe₃O₃, Fe₃O₄, eine Spinellstruktur, die eine Zwischenphase zwischen ^-Fe₃O₃ und Fe₃O₄ darstellt, mit Kobalt dotiertes 7"-Fe₂O₃, mit Kobalt dotiertes Fe₃O₄, eine mit Kobalt dotierte Spinellstruktur der oben erwähnten Art, Chromdioxid, Bariumferrit, verschiedene Legierungen oder Legierungsteilchen, wie Fe-Co, Co-Ni, Fe-Co-Ni, Fe-Co-B, Fe-Co-Cr-B, Mn-Bi, Mn-Al, Fe-Co-V und dergleichen, Eisennitrid oder Mischungen davon verwenden.

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Die Pulver bestehen im allgemeinen aus nadeiförmigen Teilchen.

Das als Bindemittel verwendete harzartige Material kann aus der großen Vielzahl von Bindemitteln ausgewählt werden, die zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien üblich sind. Beispielsweise kann man nennen: Vinylohlorid/Vinylacetat-Copolymere/ Vinylchlorid/Vinylaceta-/Vinylalkohol-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/ Maleiiisäure-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester /Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester/VinylidenchLorid-Copolymere, Methacrylsäureester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester/Styrol-Copolymere, thermoplastische Polyurethanharze, Phenoxyharze, Polyvinylfluoridharze, Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Butadien/ Acrylnitril-Copolymere, Acrylnitril/Butadien/Acrylsäure-Copolymere, Acrylnitril/Butadien/Methacrylsäure-Copolymere, Polyvinylbutyrale, Polyvinylacetat, Cellulosederivate, Styrol/Butadien-Copolymere, Polyesterharze, Phenolharze, Epoxidharze, hitzehärtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, •Melaminharze, Alkydharze, Harnstoff/Formaldehyd-Harze und Mischungen dieser Materialien. Wenn man einen Polyisocyanathärter als Vernetzungsmittel für das Bindemittel einsetzt, ist es bevorzugt, diesen Härter in einer Menge von 10 bis 14 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittels zu verwenden.

Das für die erfindungsgemäße Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendete nichtmagnetische Substrat kann eines der hierfür üblicherweise verwendeten Materialen sein, beispielsweise Materialien, die Polyestergruppen aufweisen, wie Polyäthylenterephthalat und dergleichen, die

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Polyolefingruppen aufweisen, wie Polypropylen und dergleichen, Cellulosederivate, wie Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat und dergleichen, Polycarbonate,Polyvinylchloride, Polyimide, metallische Materialien, wie Aluminium, Kupfer und dergleichen, sowie Papier und dergleichen.

Bei der Herstellung des magnetischen Beschichtuagsmaterials kann man irgendwelche Materialien als organisches Lösungsmittel verwenden. So kann man Verbindungen, die eine Ketongruppe aufweisen, wie Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon und dergleichen, einsetzen. Man kann Verbindungen mit Alkoholgruppen verwenden, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Butanol und dergleichen. Man kann auch Lösungsmittel mit Estergruppen einsetzen, wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Äthyllactat, Äthylenglykolacetat, Monoäthylather und dergleichen. Das Lösungsmittel kann auch Glykoläthergruppen aufweisen, wie Äthylenglykoldimethyläther, Athylenglykolmonoäthyläthec, Dioxan und dergleichen. Das Lösungsmittel kann auch ein aromatischer Kohlenstoff, wie Benzol, Toluol, Xylol oder dergleichen sein. Man kann auch einen aliphatischen Kohlenwasserstoff, wie Hexan, Heptan und dergleichen verwenden. Man kann auch substituierte Kohlenwasserstoffe, wie Nitropropan, verwenden. Diese Lösungsmittel können einzeln oder auch in Kombination eingesetzt werden.

Die magnetische Oberzugsschicht des Aufzeichnungsmediums kann ein Schleifmittel, wie Aluminiumoxid, Chrog Siliciumoxid oder dergleichen, welche Materialion einzeln oder auch in Kombination verwendet werden können, enthalten. Die magnetische Überzugsschicht kann weiterhin ein Schmiermittel, wie eine höhere Fettsäure, einen Ester aus einer höheren Fettsäure und einem Alkohol, ein Siliconöl und dergleichen enthalten.

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Die magnetische Überzugsschicht kann weiterhin ein antistatisches Mittel, wie Ruß, und ein Dispergiermittel wie Lecithin,enthalten.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Man bereitet ein magnetisches Beschichtungsmaterial der folgenden Zusammensetzung :

^-Fe₂O₃ (magnetisches Pulver) 100,0 Gew.-Teile

Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol -Copolymer (VAGH der Firma
Union Carbide Corporation) 15,0 Gew.-Teile

Polyurethanharz (Estane 5702 der

Firma B.F. Goodrich) 15,0 Gew.-Teile

Methyläthylketon (Lösungsmittel) 150,0 Gew.-Teile Methylisobutylketon (Lösungsmittel) 150,0 Gew.-Teile Lecithin (Dispergiermittel) 1,0 Gew.-Teile

Zur Bildung einer magnetischen Überzugsschicht trägt man das magnetische Beschichtungsmaterial in Form einer Schicht auf ein nichtmagnetisches Substrat, wie eine Polyäthylenterephthalatfolie auf. Dann führt man das mit der magnetischen Überzugsschicht beschichtete nichtmagnetische Substrat, die in der Fig. 1 mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet sind, in die Vorrichtung 2 zur Erzeugung des orientierenden Magnetfeldes ein, welche Vorrichtung aus einer Magnetspule und einer elektrischen Stromversorgung besteht, so daß ein variables Magnetfeld in der Längsrichtung der Folie erzeugt wird, das eine Feldstärke zwischen 0 und 5 KOe in der Mitte der Magnetspule aufweist, und dessen Polarität mit einer Frequenz von 50 Hz sich alternierend ändert. Dabei wird das beschichtete nichtmagnetische Substrat in die Vorrichtung 2 eingeführt, währenddem das magnetische Beschichtungsmaterial

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noch feucht ist, und sich das magnetische Pulver in dem Beschichtungsmaterial noch bewegen kann. Nach dem Hindurchlaufen durch die Vorrichtung zur Erzeugung des orientierenden Magnetfeldes wird die magnetische überzugsschicht schnell mit Hilfe eines in der Fig. 1 nicht dargestellten Trockners getrocknet. In diesem Fall besitzt die Magnetspule eine Länge von 40 cm und man führt das Magnetband mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min durch die Vorrichtung, so daß.die magnetische Überzugsschicht während etwa 240 ms dem orientierenden Magnetfeld ausgesetzt wird. Man bereitet eine Reihe von Magnetbändern unter Änderung der Feldstärke des magnetischen Wechselfeldes von 50 Hz zwischen 0 und 5 kOe. Man bestimmt das Rechteckverhältnis Rs ( Verhältnis von remanenter magnetischer Flußdichte Br zur maximalen magnetischen Flußdichte Bm) und das Orientierungsverhältnis MR (Verhältnis der remanenten magnetischen Flußdichte längs der Richtung des Magnetfeldes Br (//) zu der remanenten magnetischen Flußdichte in einer Richtung quer iu dem Magnetfeld Br (J^ } der in dieser Weise erhaltenen Bänder. Die in dieser Weise gemessenen Ergebnisse sind i.n den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die ausgezogenen Kurven 4 und verdeutlichen das Rechteckverhältnis bzw. das O:-ientierungsverhältnis bei Anlegen eines alternierenden Magnetfeldes. Zu Vergleichszwecken mißt man das Rechteckverhältnis Rs und das Orientierungsverhältnis MR von Magnetbändern, die durch Anlegen eines orientierenden Magnetfeldes in herkömmlicher Weise gebildet werden, nämlich durch Versorgen der Magnetspule mit einem Gleichstrom. Die in dieser Weise erhaltenen Ergebnisse sind in den Fig. 5 und 6 mit den gestrichelten Kurven 6 und 7 wiedergegeben .

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Beispiel 2

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, verwendet jedoch CrO₂-Pulver und bereitet ein magnetisches Beschiohtungsmaterial, bringt dies in Form einer Schicht auf die Polyäthylenterephthalatfolie auf und bewirkt die Orientierung in dem Magnetfeld nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise.

Dann mißt man das Rechteckverhältnis Rs und das Orientierungsverhältnis Mr. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der Pig. 7 bzw. 8 dargestellt. Die ausgezogenen Kurven 8 und 9 verdeutlichen die Ergebnisse, die beim Anlegen eines alternierenden orientierenden Magnetfeldes von 50 Hz erhalten werden, während die gestrichelten Kurven 10 und 11 die Ergebnisse nach der Verfahrensweise des Standes der Technik verdeutlichen, bei der ein magnetisches Gleichfeld an die magnetische Überzugsschicht angelegt wird.

In dor folgenden Tabelle I sind die magnetischen Eigenscha !ten des verwendeten Pulvers wiedergegeben.

TABELLE I

Magnetisches Pulver	Hc.(Oe)	dS(e.m. u/g)	or/ as
T-^Fe2°3	390	73,6	0,44
-:ro₂	480	80,4	0,40
Fe -Co-Legie- rung	1100	170,0	0,45

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Hc: Koerzitivkraft

<7"s: Sättigungsnmgnetisierung

CTr: remanente Magnetisierung.

Wie aus der Fig. 5 hervorgeht, ist dann, wenn die Orientierung durch das Anlegen eines magnetischen Wochselfeldes mit einer Feldstärke von weniger als etwa .90 Oe, die annähernd der Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers (Jp-Fe₂O^) entspricht, bewirkt wird, das erreichte Rechteckverhältnis Rs geringer als das Rechteckverhill tnis wenn keine Orientierungsbehandlung durchgeführt wird. Wenn jedoch die Orientierung mit einem magnetischen Wechselfeld erfolgt, dessen Feldstärke größer nst als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers ergibt sich ein plötzlicher Anstieg des Rechteckverhältnisses. Wenn ein orientierendes Magnetfeld mit einer Feldstärke von mehr als 2kOe angelegt wird, erhält man sowohl mit der erfindungsgemäßen Orientierung mit einem magnetischen Wechselfeld als auch mit der herkömmlichen Orientierung mit Hilfe eines magnetischen Gleichfeldes ähnliche Werte des Rechteckverhältnisses; je-ioch beobachtet man bei dem unter Anlegen eines orientierenden magnetischen Gleichfeldes erzeugten Materials eine außergewöhnliche Ungleichmäßigkeit des magnetischen Pulvers und eine verschlechterte Oberflächenglätte. Ein ähnliches Verhalten beobachtet man bezüglich des in der Fig. 6 dargestallten Orientierungsverhältnisses MR. Es wird angenomnen, daß dann, wenn das orientierende magnetische Wechsalfeld eine geringere Feldstärke als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers aufweist, die Änderung der Richtung der Magnetisierung nicht erfolgt, wobei sich sogar das Phänomen beobachten läßt, daß sich das Pulver in einer Richtung senkrecht zu der Richtung des Magnetfel-

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des ausrichtet. Wenn jedoch das angelegte orientierende magnetische Wechselfeld eine größere Feldstärke aufweist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, ergibt sich eine Änderung der Richtung der Magnetisierung in die Richtung längs des magnetischen Wechselfeldes, was zu einer plötzlichen Steigerung des Rechteckverhältnisses führt. Bei der erfindungsgemäßen Orientierung mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes kann durch Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes etwas größerer Stärke als der Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers ein hohes Rechteckverhältnis erzeugt werden, so daß sich eine Verschlechterung der Oberflächenglätte der magnetischen Überzugsschicht vermeiden läßt.

Weiterhin läßt sich bei der Verwendung von ferromagnetischem Chromdioxidpulver (CrO₂) als magnetisches Pulver mit der erfindungsgemäßen Orientierung unter Anwendung eines magnetischen Wechselfeldes ein hohes Rechteckverhältnis und ein hohes Orientierungsverhältnis Mr erzeugen, welche Werte nicht mit Hilfe der herkömmlichen Orientierung mit einem magnetischen Gleichfeld erzielt werden können, selbst wenn man ein magnetisches Gleichfeld von einigen tausend Oe anlegt, wie es durch die Fig. 7 und 8 verdeutlicht wird.

Natürlich kann man auch ein Pulver aus einer magnetischen Fe-Co-Legierung als magnetisches Pulver verwenden, wie es in der Tabelle I angegeben ist, wobei man nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ein Rechteckverhältnis von bis zu 81 % erreicht im Vergleich zu einem Rechteckverhältnis von 77 % nach der herkömmlichen Methode.

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Wie bereits erwähnt, kann erfindungsgemäß nun eine überlegene magnetische Orientierung erreicht werden, wenn man ein orientierendes magnetisches Wechselfeld, das stärker ist als die Koerzitivkraft an die magnetische Überzugsschicht anlegt. Der Grund für diesen überraschenden Effekt ist in der Änderung der Polarität der Magnetisierung zu sehen. Erfindungsgemäß erfolgt die Änderung der spontanen Magnetisierung des magnetischen Pulvers 3 durch das Anlegen eines Magnetfeldes +H oder -H, dessen Absolutwert größer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, so daß der Winkel zwischen der spontanen Magnetisierung M und dem Magnetfeld +H oder -H, d.h. (©*-<£) stets geringer ist als 90°. Dabei unterliegt das magnetische Pulver einem Drehmoment, so daß es zu einem Zustand verdreht wird, in dem die Orientierungsenergie einen minimalen Wert aufweist, d.h. die Längsachse des magnetischen Pulvers und die Richtung des magnetischen Feldes parallel zu einander verlaufen, d.h. das mit anderen Worten 0*-Λ=0 ist. Somit kann durch die Änderung der Magnetisierung bei der Orientierung mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes unter Anlegen eines magnetischen Wechselfeldes mit einer Feldstärke die größer als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, das magnetische Pulver in die gewünschte Richtung orientiert werden durch eine Drehbewegung um lediglich einen kleinen Winkel. In dieser Weise wird die gegenseitige Beeinträchtigung der Teilchen des magnetischen Pulvers vermieden, es wird die Bewegung des magnetischen Pulvers durch Vibrationen beschleunigt, die sich durch das Anlegen des magnetischen Wechselfeldes ergeben, was zu einer überlegenen Orientierung Anlaß gibt.

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Es ist festzuhalten, daß die Orientierung unter Anwendung eines magnetischen Wechselfeldes ganz besonders bemerkenswert dann ist, wenn das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird auf magnetische Überzugsschichten, die ein magnetisches Pulver mit schlechten Dispersionseigenschaften enthalten oder auf magnetische Überzugsschichten, die eine große Menge des magnetischen Pulvers enthalten, d.h. die ein hohes Pulver/Bindemittel-Verhältnis (P/B) aufweisen.

Die Fig. 10 verdeutlicht die Beziehung zwischen dem Pulver/ Bindemittel-Verhältnis und dem Rechteckverhältnis, wobei die ausgezogene Kurve 12 die mit der erfindungsgemäßen Orientierung mit Hilfe eines magnetischen Wechselfeldes erzeugten Ergebnisse verdeutlicht, während die gestrichelte Kurve 13 die Ergebnisse wiedergibt, die nach der herkömmlichen Methode unter Anwendung eines magnetischen Gleichfeldes erhalten worden sind. Wie aus der Fig. 10 zu ersehen ist, läßt sich nur eine geringe Verschlechterung des Rechteckverhältnisses beobachten wenn das Pulver/Bindemittel-Verhältnis nicht größer ist als 6.

Erfindungsgemäß wird die unerwünschte Bewegung oder Rotation des magnetischen Pulvers vermieden, die durch Einwirken eines Magnetfeldes mit einer Feldstärke, die geringer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers, erzeugt wird, da erfindungsgemäß ein orientierendes magnetisches Wechselfeld angelegt wird, das seine Polarität periodisch ändert, so daß der Zeitpunkt, bei der ein Magnetfeld einwirkt, dessen Feldstärke geringer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers sehr kurz ist und nicht zu einer Bewegung des magnetischen Pulvers ausreicht.

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Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Balm Europäischen Patentami zugefallene Vertreter — Professional Representative* before the European Patent Office Mandatalrea agree· prat I'Oflloe european dai brevets

DipU-Chem. Dr. N, tar Meer Dipl -Ing. H. Steinmeister Dipl.-Ιηα. F. E. Müller cs|_ftu«rvu»ii ν

Triftstrasse 4, Slekerwoll 7,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD

Case S81P42 19, Februar 1981

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku, Tokyo 141, Japan

Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums.

Priorität: 19. Februar 1980, Japan, Nr. 19633/80.

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums durch

a) Herstellen eines magnetischen Beschichtungsmaterials, das im wesentlichen aus einem nadeiförmigen magnetischen Pulver und einem Bindemittel, die gleichmäßig in einem Lösungsmittel dispergiert sind, besteht;

13Ö0SÖ/0611

TER MEER ■ MÖLLER ■ STEINME.STER

b) Aufbringen des magnetischen Beschichtungsmaterials auf ein nichtmagnetisches Substrat unter Bildung einer magnetischen Überzugsschicht auf einerOberflache des Substrats;

c) Anlegen eines orientierenden Magnetfelds an die magnetische Überzugsschicht, solange diese noch feucht ist und das magnetische Pulver in dem Beschichtungsmaterial bewegt werden kann, zur Orientierung des magnetischen Pulvers in einer Richtung; und

d) Trocknen der magnetischen Überzugsschicht bis zur Fixierung des magnetischen Pulvers,

dadurch gekennzeichnet, daß man die Polarität des orientierenden Magnetfeldes periodisch alternierend ändert und eine Feldstärke des Magnetfeldes anwendet, die größer ist als die Koerzitivkraft des magnetischen Pulvers.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die Polarität des orientierenden Magnetfeldes alternierend mit einer Frequenz von nicht weniger als 40 Hz ändert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das orientierende Magnetfeld nicht weniger als 70 ms auf die magnetische Überzugsschicht einwirken läßt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das orientierende Magnetfeld mit Hilfe einer mit Wechselstrom betriebenen Magnetspule erzeugt.

130050/0011

: **: * : : .'SONY corporation

TER MEER · MÜLLER - STEINMEISTER ""* "Ö81P42""
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Trocknen zum Teil gleichzeitig mit der Anlegung des orientierenden Magnetfeldes bewirkt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das orientierende Magnetfeld an die magnetische Überzugsschicht anlegt, indem man das mit der magnetischen Überzugsschicht versehene Substrat durch die Magnetspule führt.

130050/0611