DE3123458C2

DE3123458C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3123458C2
Application number: DE3123458A
Authority: DE
Inventors: Norifumi Kajimoto; Kinji Sasaki
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2001-06-13
Also published as: US4420408A; DE3123458A1; JPS576439A

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.

Tabelle

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.

Beispiel 1

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.

Beispiel 2

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.

Tabelle 1

Beispiel 3

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.

Beispiel 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

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.