DE3123458A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium - Google Patents

Description

1A-36O5

TDK-148
(850015)

TDKELECTRONICS CO., LTD, Tokyo, Japan

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium. Die Erfindung betrifft insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit verbesserten Standbildcharakteristika.

Eine der wichtigsten Eigenschaften bei magnetischen Aufzeichnungsmedien ist das Verhalten im Betriebszustand der Standbildwiedergabe. Dieses Verhalten wird im folgenden als "Standbildcharakteristik" bezeichnet. Um eine Verbesserung der Standbildwiedergabe zu erreichen, ist es erforderlich, bei der Aufzeichnung und bei der Wiedergabe mittels eines Videobandgeräts eine Abnutzung der Oberfläche des Magnetbandes durch einen Magnetkopf zu verhindern. Bei einem System werden während der Standbildwiedergabe zwei Magnet-

köpfe mit einem Magnetband, das schleifenförmig auf eine rotierende Trommel aufgewickelt ist, wobei ein Abstand von 180° in der Nähe des rotierenden Kopfes vorliegt und wobei die Magnetköpfe mit hoher Geschwindigkeit rotieren, in Kontakt gebracht. Falls die Abriebsbeständigkeit der magnetischen Aufzeichnungsbänder nicht groß genug ist, wird die Oberfläche des Bandes allmählich beschädigt, was zu einer Verkürzung der Standbildwiedergabezeit führt.

Zur Verbesserung der Standbildcharakteristik hat man bisher der magnetischen Schicht des Magnetbandes ein feines, hartes Abriebpulver einverleibt, das härter ist als das magnetische Pulver. In jüngster Zeit ist für Aufzeichnungssysteme mit hoher Signaldichte ein Schmalspurkopf verwendet worden. Das führte zu einer Verkürzung der Wiedergabezeit des RF (Hochfrequenz)-Ausgangs bei der Standbildwiedergabe. In Fig. 1 ist dieser Zustand dargestellt. Dabei ist die Beziehung zwischen der Abnahme des RF-Wiedergabeausgangs und der RF-Wiedergabezeit dargestellt. Die Kurve A zeigt die Beziehung bei der Verwendung eines Wiedergabekopfes mit einer Breite von 100/um und die Kurve B zeigt die Beziehung bei Verwendung eines Wiedergabekopfes mit einer Breite von 60/um. Bei derartigen magnetischen Aufzeichnungsmedien ist die Verbesserung der Standbildcharakteristik als Folge einer Verbesserung der Abriebsbeständigkeit des Bandes dringend erforderlich.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer verbesserten Standbildcharakteristik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schaffung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, welches in einer magnetischen Schicht mit einem Gehalt eines magnetischen Pulvers eine Kombination von zwei oder mehr Arten feiner

Abriebpulver mit unterschiedlichen wahren, spezifischen Gewichten umfaßt.

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

Fig. 1 Beziehungen zwischen dem RF-Wiedergabeausgang und der Wiedergabezeit des RF-Ausgangs;

Fig. 2 eine Beziehung des RF-Wiedergabeausgangs (dB) und einem Verhältnis eines feinen, nichtmagnetischen Pulvers, bezogen auf ein magnetisches Pulver;

Fig. 3 Beziehungen des RF-Wiedergabeausgangs und der Wiedergabezeit des RF-Ausgangs im Falle der Verwendung von Aluminiumoxid und Chromoxid; und

Fig. 4 eine Beziehung zwischen der Wiedergabezeit des RF-Ausgangs (min) und Verhältnissen von Aluminiumoxid zu Chromoxid.

Es wurden verschiedene feine Abriebpulver auf Ihr Verhalten bei der Einverleibung in die magnetisch© Schicht des magastisshea AufzeichnungBrnediums untersuchte Debei mmi© festgestellt, daß die Standbildcharakteristik verbessert wird, indera man anstatt eines einzigen Abriebpulvers eine Kombination von zwei Arten feiner Abriebpulver mit verschiedensn wahren, spezifischen Gewichten einverleibt. Bei der optimalen Kombination handelt es sich um die Kombination eines feinen Abriebpulvers, dessen wahres spezifisches Gewicht ähnlich dem des magnetischen Pulvers ist und das eine große Härte aufweist,und einem weiteren feinen Abriebpulver mit großer Härte, das ein geringeres, wahres spezifisches Gewicht aufweist als das erstere Abriebpulver. Die Einverleibung der zwei Arten feiner Abriebpulver mit verschiedenen wahren, spezifischen Gewichten in die Magnetschicht wird gewöhnlich durchgeführt, indem man das magnetische Pulver mit einem Bindemittel vermischt und anschließend das Gemisch der feinen Abriebpulver zusetzt sowie gegebenen-

sr

-Jf-

falls einen gewünschten Härter und einen gewünschten Zusatzstoff zugibt. Auf diese Weise wird eine magnetische Beschichtungsmasse hergestellt, die nach einem herkömmlichen Verfahren auf ein Substrat aufgetragen wird. Es ist auch möglich, die Abriebpulver zu Beginn mit dem magnetischen Pulver zu vermischen.

Es reicht aus, wenn zwei Arten feiner Abriebpulver, wie Aluminiumoxid und Chromoxid, kombiniert werden. Es ist jedoch auch möglich, drei Arten der feinen Abriebpulver zu kombinieren. Es wird bevorzugt, Aluminiumoxid und Chromoxid als die beiden Pulverarten zu verwenden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden die folgenden Abriebpulver untersucht.

Tabelle

Wahres, spezi- Härte (Moh'ssches Gewicht Skala

Aluminiumoxid (Al₂O*) 3,9 9

Chromoxid (Cr₂O₃) 5,2 8

Zirkonoxid (ZrO₂) 5,7 7

Siliciumcarbid (SiC) 3,2 9

Siliciumoxid (SiO₂) 2,7 7

Titanoxid (TiO₂) 4,2 7

Eisenoxid ((X-Fe₂O,) 5,2 6

Ceroxid (CeO₂) 6,5 7

Unter Verwendung dieser Abriebpulver wurden verschiedene Experimente durchgeführt. Als Ergebnis dieser Experimente wurde festgestellt, daß die Standbildcharakteristik verbessert wird, indem man wenigstens zwei Arten der Abriebpulver verwendet, deren wahre, spezifische Gewichte in hohem Maße verschieden sind. Unter den Kombinationen der oben erwähnten Abriebpulver tritt bei der Kombination von Aluminiumoxid und Chromoxid ein spezieller Synergismus auf.

Demgegenüber werden bei der Kombination von Siliciumcarbid und Aluminiumoxid oder bei der Korabination von Chromoxid und Zirkonoxid schlechtere Ergebnisse erhalten.

Bei den feinen Abriebpulvern handelt es sich um nichtmagnetische Pulver. Folglich können sich die elektromagnetischen Charakter!stika verschlechtern, falls der Gehalt an feinen Abriebpulvern in der Mischung zu groß ist. In Fig. 2 ist die Beziehung zwischen dem RF-Wiedergabeausgang und einem Verhältnis des Gesamtgehalts der nichtmagnetischen Pulver, bezogen auf das Magnetpulver, dargestellt. Aus dem Kurvenverlauf von Fig. 2 geht klar hervor, daß es bevorzugt ist, ein Verhältnis der nichtmagnetischen Pulver, bezogen auf das Magnetpulver, von bis zu 20 Gew.% vorzusehen.

Falls ein Gemisch von Al₂O, und Cr₂O, verwendet wird, so beträgt das Verhältnis von Al₂O, zu Cr₂O, vorzugsweise etwa Das Verhältnis der zwei Arten der feinen Abriebpulver mit verschiedenen wahren, spezifischen Gewichten liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2:8 bis 8:2, insbesondere in einem Bereich von 0,5:1,5 bis 1,5:0,5. Man beobachtet für andere Kombinationen die gleiche Tendenz wie bei der Kombination von Al₂O, und Cr₂O,.

Das Verhältnis der zwei Arten der feinen Abriebpulver sollte im Hinblick darauf ausgewählt werden, daß eine Ausgewogenheit der beiden Charakteristika (Standbildzeit und Abnutzungsgrad des Kopfes) erzielt wird. Wie aus den Beispielen hervorgeht, hängen diese Charakteristika von den jeweiligen Kombinationen ab. Der Gesamtgehalt des Gemisches der feinen Abriebpulver muß ebenfalls beachtet werden und sollte vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 15 Gew.96, bezogen auf das Magnetpulver, liegen.

Bei einem größeren Teilchendurchmesser der feinen Abriebpulver verbessert sich bei den meisten der Pulver die Standbildcharakteristik, wohingegen die Abnutzung des Magnetkopfes zunimmt. Der Durchmesser des feinen Abriebpulvers liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 3»0/um.

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

Beispiel 1

Es wird eine ein Magnetpulver enthaltende Masse hergestellt, die die folgenden Komponenten umfaßt.

Eisenoxid-Magnetpulver mit adsorbiertem Co 400

Nitrocellulose 30

Vinylchloridharz 15

Urethan-Elastomeres 40

Kohlenstoff 20

Mit der oben beschriebenen Masse wird Aluminiumoxidpulver (Teilchendurchmesser = 1,0/um) und Chromoxidpulver (Teilchendurchmesser = 0,5/um) mit verschiedenen Verhältnissen vermischt. Auf diese Weise werden jeweils magnetische Beechichtungsmassen hergestellt. Es wird ein Isocyanat-Härter zugesetzt und jede Mischung wird auf eine Polyäthylenterephthalat-Folie aufgetragen, und zwar mit einer Dicke der Beschichtung von etwa 5 /um. Auf diese Weise wird jeweils ein Magnetband hergestellt.

Bei jedem Magnetband werden jeweils die Standbildcharakterika bestimmt, und zwar mittels VTR bei 20°C in einer relativen Feuchtigkeit von 60%. Dabei werden die in den Fig. und 4 gezeigten Ergebnisse erhalten.

Fig. 3Α zeigt die Beziehung zwischen der Standbildwiedergabezeit und dem RF-Wiedergabeausgang im Falle der Verwendung von lediglich Aluminiumoxidpulver. Fig. 3B zeigt die gleiche Beziehung im Falle der Verwendung von lediglich Chromoxidpulver. Fig. 3C zeigt die gleiche Beziehung im Falle der Verwendung von Aluminiumoxidpulver und Chromoxidpulver mit einem Verhältnis von 1:1 (nach Gewicht). Bei diesen Tests liegt der Gehalt des Aluminiumoxidpulvers und Chromoxidpulvers bei einem Verhältnis von 2 Gew.%.

Aus den Fig. 3A, B und C geht klar hervor, daß die Verminderung des anfänglichen Wiedergabeausgangspegels nur gering ist, daß aber andererseits der Wiedergabeausgangspegel bei einem bestimmten Punkt plötzlich abfällt und demgemäß die Standbildwiedergabezeit im Falle der alleinigen Verwendung von Aluminiumoxidpulver kurz ist. Im Falle der alleinigen Verwendung von Chromoxid tritt eine bemerkenswerte Verringerung des Wiedergabeausgangspegels auf.

Die Kurve C von Fig. 3 zeigt die Ergebnisse gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Verringerung des Wiedergabeausgangspegels ist gering und die Standbildwiedergabezeit ist lang.

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung, in der die Zeit des RF-Wiedergabeausgangs bei Variation des Verhältnisses von Aluminiumoxidpulver zu Chromoxidpulver aufgetragen ist (der Gehalt an Abriebmittelbeträgt 2 Gew.%, bezogen auf das Magnetpulver). In diesem Fall ist unter der Zeit des RF-Wiedergabeausgangs der Zeitraum von Beginn der Standbildwiedergabe bis zur Verringerung des RF-Wiedergabeausgangs um 6 dB zu verstehen. Aus Fig. 4 geht klar hervor, daß die Standbildcharakteristik der resultierenden Magnetbänder, bei denen beide Pulver verwendet werden, bemerkens-

wert besser ist als bei solchen Magnetbändern, bei denen lediglich Aluminiumoxidpulver oder Chromoxidpulver eingesetzt wird.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Es werden jedoch andere Pulver, wie Siliciumcarbid, Zirkonoxid, Siliciumoxid, Geroxid, Titanoxid und Eisenoxid, als Abriebpulver verwendet. Es wird wiederum jeweils ein Test im Hinblick auf den Effekt des Abriebpulvers und die Kombinationen derselben durchgeführt. Für die Absolutwerte werden gewisse Unterschiede festgestellt. Im Falle der Verwendung von Abriebpulvern mit großen Unterschieden der wahren, spezifischen Gewichte der Pulver findet man bei den meisten der Kombinationen ähnliche Effekte,wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Ergebnisse von typischen Kombinationen sind in Tabelle 1 aufgeführt. [Die Werte sind angegeben für den Zusatz der Abriebpulver (1:1) in einem Verhältnis von 2 Gew.%, bezogen auf das Magnetpulver.] Aus Tabelle 1 geht hervor, daß die Kombination von Aluminiumoxid-Chromoxid die optimale Kombination darstellt.

Tabelle 1

Kombination der Abrieb- Standbildwiedergabezeit pulver (1ti) (min)

Aluminiumoxid/Chromoxid 45

Siliciumoxid/Aluminiumoxid 35

Aluminiumoxid/Zirkonoxid 37

Siliciumcarbid/Chromoxid 40

Siliciumoxid/Chromoxid 30

Titanoxid/Chromoxid 25

Chromoxid/Ceroxid 29

Siliciumcarbid/Aluminiumoxid 31

Chromoxid/Zirkonoxid⁺ 17

Eine Kombination von Pulvern mit kleinem Unterschied der wahren, spezifischen Gewichte.

.... Γ". . ■· · O "Ι Ό / Γ ρ

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Anstelle von Vinylchloridharz wird jedoch in der magnetischen Beschichtungsmasse Polyathylenterephthalatharz mit dem gleichen Verhältnis verwendet. Es werden Magnetbänder hergestellt. Die Standbildwiedergabezeiten der Produkte sind die gleichen wie derjenigen gemäß Fig. 3 und 4. Nach dem Verfahren von Beispiel 1 werden Magnetbänder hergestellt, wobei man jedoch die Nitrocellulose in der magnetischen Beschichtungsmasse wegläßt. Man erhält die gleichen Ergebnisse wie bei Beispiel 1. Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 werden Magnetbänder hergestellt. Dabei wird jedoch der Isocyanat-Härter weggelassen, um ein plastisches Bindemittel zu erhalten. Die Standbildcharakteristika sind schlechter, jedoch sind die Ergebnisse in der Tendenz ähnlich wie diejenigen gemäß Fig. 3 und 4.

Es wurden verschiedene Modifikationen der Verwendung der bekannten thermoplastischen Harze, der bekannten wärmehärtbaren Harze und der bekannten Reaktivharze sowie der Kombinationen derselben als Bindemittel untersucht, die von denen der Beispiele 1 und 2 verschieden waren. Die Standbildcharakteristika waren geringfügig unterschiedlich, jedoch waren die Ergebnisse in der Tendenz ähnlich denjenigen gemäß den Fig. 3 und 4.

Beispiel 4

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Es werden jedoch OC-Fe₂O,-Pulver, Fe,0^-Pulver, Fe^O/-Pulver iiiit adsorbiertem Co oder eine magnetische Legierung oder eine Mischung derselben anstelle des Eisenoxidmagnetpulvers mit adsorbiertem Co verwendet. Es wird jeweils ein Magnetband hergestellt und die Charakteristika derselben werden untersucht. Die Ergebnisse sind ähnlich wie diejenigen gemäß den Fig. und 4.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Magnetisches Aufzeichnungsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Kombination von zwei oder mehr Arten feiner Abiebpulver mit unterschiedlichen wahren, spezifischen Gewichten in einer magnetischen Schicht umfaßt, die ein Magnetpulver enthält.
2. 2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abriebpulver mit einem Verhältnis von bis zu 20 Gew.%, bezogen auf das Magnetpulver, einverleibt sind.
3. 3· Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Abriebpulver Aluminiumoxid und Chromoxid mit unterschiedlichen wahren, spezifischen Gewichten sind.
4. 4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied der wahren, spezifischen Gewichte mehr als 1,0 beträgt.
5. 5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abriebpulver ausgewählt sind aus der Gruppe der folgenden Komponenten: Al₂O, (3»9), Cr₂O-, (5,2), ZrO₂ (5,7), SiC (3,2), SiO₂ (2,7), TiO₂ (4,2),
   (X-Fe₂O, (5,2) und CeO₂ (6,5) und das wahre, spezifische Gewicht jeweils das in Klammern angegebeneist.
6. 6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetisches Pulver Eisenoxidmagnetpulver mit adsorbiertem Co, OC-Fe₂O,-Pulver,
   Fe,O^-Pulver, Fe,O^-Pulver mit adsorbiertem Co oder ein
   Pulver einer magnetischen Legierung verwendet wird.