DE3123458C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß dem
Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein derartiges magnetisches Aufzeichnungsmedium, bei dem in einer magnetischen
Schicht mindestens zwei Arten nicht-magnetischer feiner Pulver enthalten sind, ist
aus der DE-OS 24 60 595 bekannt. Die verwendeten nicht-magnetischen Pulver
bestehen jeweils aus dem gleichen Material, haben jedoch verschiedene
Teilchengrößen. Es wird damit angestrebt, die Verschleißfähigkeit des magnetischen
Aufzeichnungsmediums zu verbessern und den Abrieb von magnetischem Material
zu vermeiden.
Eine der wichtigsten Eigenschaften bei magnetischen Auf
zeichnungsmedien ist das Verhalten im Betriebszustand der
Standbildwiedergabe. Dieses Verhalten wird im folgenden
als "Standbildcharakteristik" bezeichnet. Um eine Verbesse
rung der Standbildwiedergabe zu erreichen, ist es erforder
lich, bei der Aufzeichnung und bei der Wiedergabe mittels
eines Videobandgeräts eine Abnutzung der Oberfläche des Ma
gnetbandes 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 ma
gnetischen 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, har
tes Abriebpulver einverleibt, das härter ist als das ma
gnetische Pulver. In jüngster Zeit ist für Aufzeichnungs
systeme mit hoher Signaldichte ein Schmalspurkopf ver
wendet worden. Das führte zu einer Verkürzung der Wieder
gabezeit des RF (Hochfrequenz)-Ausgangs bei der Standbild
wiedergabe. In Fig. 1 ist dieser Zustand dargestellt. Da
bei ist die Beziehung zwischen der Abnahme des RF-Wieder
gabeausgangs und der RF-Wiedergabezeit dargestellt. Die
Kurve A zeigt die Beziehung bei der Verwendung eines Wie
dergabekopfes mit einer Breite von 100 µm und die Kurve B
zeigt die Beziehung bei Verwendung eines Wiedergabekopfes
mit einer Breite von 60 µm. Bei derartigen magnetischen
Aufzeichnungsmedien ist die Verbesserung der Standbild
charakteristik als Folge einer Verbesserung der Abriebsbe
ständigkeit des Bandes dringend erforderlich.
Die DE-OS 29 17 565 beschreibt eine Magnetaufzeichnungsmasse, die in einer nicht-
wäßrigen Dispersion neben einem größeren Anteil eines Magnetpulvers auch
geringere Anteile von wenigstens zwei Typen nicht-magnetischer Pulver umfaßt. Der
eine Typ der nicht-magnetischen Pulver hat eine Moh'sche Härte von 7 oder größer
und liegt in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-% des Magnetpulvers vor. Der andere
Typ der nicht-magnetischen Pulver hat eine Moh'sche Härte von zwischen 3 und 7
und ist in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% des Magnetpulvers vorhanden. Die mit
diesen Maßnahmen erzielbaren Effekte bei der Verbesserung der Standbildfestigkeit
sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ma
gnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer verbesserten
Standbildcharakteristik zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein magnetisches Aufzeichnungs
medium mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Gemisch der nicht-magnetischen Pulver
aus mindestens zwei feinen Abriebpulvern besteht, deren wahres
spezifisches Gewicht einen Unterschied von mehr als 1,0 aufweist,
wobei jedes der Pulver eine Moh'sche Härte von mindestens 7 auf
weist und das Verhältnis der beiden feinen Abriebpulver im Be
reich von 2 : 8 bis 8 : 2 liegt, und wobei die Abriebpulver mit
einem Verhältnis von bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf das Magnet
pulver, einverleibt sind.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen
näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 Beziehungen zwischen dem RF-Wiedergabe
ausgang und der Wiedergabezeit des RF-Ausgangs;
Fig. 2 eine Beziehung des RF-Wiedergabeausgangs
(dB) und einem Verhältnis eines feinen, nicht-magnetischen
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 magnetische Schicht des ma
gnetischen Aufzeichnungsmediums untersucht. Dabei wurde
festgestellt, daß die Standbildcharakteristik verbessert
wird, indem man anstatt eines einzigen Abriebpulvers eine
Kombination von zwei Arten feiner Abriebpulver mit ver
schiedenen wahren, spezifischen Gewichten einverleibt. Bei
der optimalen Kombination handelt es sich um die Kombina
tion eines feinen Abriebpulvers, dessen wahres spezifisches
Gewicht ähnlich dem des magnetischen Pulvers ist und das
eine große Härte aufweist, und einem weiteren feinen Abrieb
pulver mit großer Härte, das ein geringeres, wahres spezi
fisches Gewicht aufweist als das erstere Abriebpulver.
Die Einverleibung der zwei Arten feiner Abriebpulver mit
verschiedenen wahren, spezifischen Gewichten in die Magnet
schicht wird gewöhnlich durchgeführt, indem man das magne
tische Pulver mit einem Bindemittel vermischt und anschließend
das Gemisch der feinen Abriebpulver zusetzt sowie gegebenen
falls einen gewünschten Härter und einen gewünschten Zu
satzstoff zugibt. Auf diese Weise wird eine magnetische
Beschichtungsmasse hergestellt, die nach einem herkömmli
chen Verfahren auf ein Substrat aufgetragen wird. Es ist
auch möglich, die Abriebpulver zu Beginn mit dem magneti
schen Pulver zu vermischen.
Es reicht aus, wenn zwei Arten feiner Abriebpulver, wie
Aluminiumoxid und Chromoxid, kombiniert werden. Es ist je
doch auch möglich, drei Arten der feinen Abriebpulver zu
kombinieren. Es wird bevorzugt, Aluminiumoxid und Chrom
oxid als die beiden Pulverarten zu verwenden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden die folgenden
Abriebpulver untersucht.
Unter Verwendung dieser Abriebpulver wurden verschiedene
Experimente durchgeführt. Als Ergebnis dieser Experimente
wurde festgestellt, daß die Standbildcharakteristik ver
bessert wird, indem man wenigstens zwei Arten der Abrieb
pulver 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 Kombination von Chromoxid
und Zirkonoxid schlechtere Ergebnisse erhalten.
Bei den feinen Abriebpulvern handelt es sich um nichtmagneti
sche Pulver. Folglich können sich die elektromagnetischen
Charakteristika 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 Kurven
verlauf 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 Al₂O₃ und Cr₂O₃ verwendet wird, so be
trägt das Verhältnis von Al₂O₃ zu Cr₂O₃ vorzugsweise etwa 1.
Das Verhältnis der zwei Arten der feinen Abriebpulver mit
verschiedenen wahren, spezifischen Gewichten liegt vorzugs
weise 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 Kom
bination von Al₂O₃ und Cr₂O₃.
Das Verhältnis der zwei Arten der feinen Abriebpulver sollte
im Hinblick darauf ausgewählt werden, daß eine Ausgewogenheit
der beiden Charakteristika (Standbildzeit und Abnutzungs
grad des Kopfes) erzielt wird. Wie aus den Beispielen her
vorgeht, hängen diese Charakteristika von den jeweiligen
Kombinationen ab. Der Gesamtgehalt des Gemisches der feinen
Abriebpulver muß ebenfalls beachtet werden und sollte vor
zugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen
auf das Magnetpulver, liegen.
Bei einem größeren Teilchendurchmesser der feinen Abrieb
pulver verbessert sich bei den meisten der Pulver die
Standbildcharakteristik, wohingegen die Abnutzung des Ma
gnetkopfes zunimmt. Der Durchmesser des feinen Abriebpul
vers liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 3,0 µm.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen und
Vergleichsbeispielen näher erläutert.
Es wird eine ein Magnetpulver enthaltende Masse hergestellt,
die die folgenden Komponenten umfaßt:
g | |
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 µm) und Chromoxidpulver (Teil
chendurchmesser = 0,5 µm) mit verschiedenen Verhältnissen
vermischt. Auf diese Weise werden jeweils magnetische
Beschichtungsmassen hergestellt. Es wird ein Isocyanat-
Härter zugesetzt und jede Mischung wird auf eine Polyäthylen
terephthalat-Folie aufgetragen, und zwar mit einer Dicke
der Beschichtung von etwa 5 µm. Auf diese Weise wird je
weils ein Magnetband hergestellt.
Bei jedem Magnetband werden jeweils die Standbildcharakteri
stika bestimmt, und zwar mittels VTR bei 20°C in einer relati
ven Feuchtigkeit von 60%. Dabei werden die in den Fig. 3
und 4 gezeigten Ergebnisse erhalten.
Fig. 3A zeigt die Beziehung zwischen der Standbildwieder
gabezeit und dem RF-Wiedergabeausgang im Falle der Verwen
dung 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 Chromoxid
pulver 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 Verminde
rung 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 Verringe
rung des Wiedergabeausgangspegels auf.
Die Kurve C von Fig. 3 zeigt die Ergebnisse gemäß der vor
liegenden Erfindung. Die Verringerung des Wiedergabeaus
gangspegels 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 Abriebmitteln beträgt 2 Gew.-%, bezogen auf
das Magnetpulver). In diesem Fall ist unter der Zeit des
RF-Wiedergabeausgangs der Zeitraum von Beginn der Stand
bildwiedergabe bis zur Verringerung des RF-Wiedergabeaus
gangs um 6 dB zu verstehen. Aus Fig. 4 geht klar hervor,
daß die Standbildcharakteristik der resultierenden Magnet
bänder, bei denen beide Pulver verwendet werden, bemerkens
wert besser ist als bei solchen Magnetbändern, bei denen
lediglich Aluminiumoxidpulver oder Chromoxidpulver einge
setzt wird.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Es werden je
doch andere Pulver, wie Siliciumcarbid, Zirkonoxid, Silicium
oxid, Ceroxid, 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 ähn
liche Effekte, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Er
gebnisse von typischen Kombinationen sind in Tabelle 1 auf
geführt. [Die Werte sind angegeben für den Zusatz der Ab
riebpulver (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 Kom
bination darstellt.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. An Stelle von
Vinylchloridharz wird jedoch in der magnetischen Beschich
tungsmasse Polyäthylenterephthalatharz mit dem gleichen Ver
hältnis 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 je
doch die Nitrocellulose in der magnetischen Beschichtungs
masse wegläßt. Man erhält die gleichen Ergebnisse wie bei
Beispiel 1. Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 werden Ma
gnetbänder hergestellt. Dabei wird jedoch der Isocyanat-
Härter weggelassen, um ein plastisches Bindemittel zu erhal
ten. 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 be
kannten thermoplastischen Harze, der bekannten wärmehärt
baren Harze und der bekannten Reaktivharze sowie der Kombi
nationen derselben als Bindemittel untersucht, die von denen
der Beispiele 1 und 2 verschieden waren. Die Standbildcha
rakteristika waren geringfügig unterschiedlich, jedoch waren
die Ergebnisse in der Tendenz ähnlich denjenigen gemäß den
Fig. 3 und 4.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt. Es werden je
doch α-Fe₂O₃-Pulver, Fe₃O₄-Pulver, Fe₃O₄-Pulver mit adsor
biertem Co oder eine magnetische Legierung oder eine Mi
schung derselben an Stelle des Eisenoxidmagnetpulvers mit ad
sorbiertem Co verwendet. Es wird jeweils ein Magnetband her
gestellt und die Charakteristika derselben werden untersucht.
Die Ergebnisse sind ähnlich wie diejenigen gemäß den Fig. 3
und 4.
Claims (4)
1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein Gemisch
von mindestens zwei Arten nicht-magnetischer, feiner Pulver in
einer magnetischen Schicht, die ein Magnetpulver enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gemisch der nicht-magnetischen Pulver
aus mindestens zwei feinen Abriebpulvern besteht, deren wahres
spezifisches Gewicht einen Unterschied von mehr als 1,0 aufweist,
wobei jedes der Pulver eine Moh'sche Härte von mindestens 7 auf
weist und das Verhältnis der beiden feinen Abriebpulver im Be
reich von 2 : 8 bis 8 : 2 liegt, und wobei die Abriebpulver mit
einem Verhältnis von bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf das Magnet
pulver, einverleibt sind.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die feinen Abriebpulver Aluminiumoxid und
Chromoxid mit unterschiedlichen wahren spezifischen Gewichten
sind.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abriebpulver ausgewählt sind aus der
Gruppe der folgenden Komponenten: Al₂O₃ (3,9), Cr₂O₃ (5,2), ZrO₂
(5,7), SiC (3,2), SiO₂ (2,7) und TiO₂ (4,2), und das wahre spezi
fische Gewicht jeweils das in Klammern angegebene ist.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß als magnetisches Pulver Eisenoxidmagnetpulver
mit adsorbiertem Co, α-Fe₂O₃-Pulver, Fe₃O₄-Pulver, Fe₃O₄-Pulver
mit adsorbiertem Co oder ein Pulver einer magnetischen Legierung
verwendet wird.
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