DE3124560A1

DE3124560A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3124560A1
Application number: DE19813124560
Authority: DE
Inventors: Yutaka Komoro Nagano Nakashima; Akira Okada; Nobuhiro Saku Nagano Sato
Original assignee: Tdk Electronics Co Ltd Tokyo; TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-06-23
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1982-06-24
Also published as: JPS5712421A; US4571362A; DE3124560C2

Description

TDK Electronics Co., Ltd.
13-1, Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku,
Tokyo, Japan

Magnetischer Aufzeichnungsträger

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger, und insbesondere einen Aufzeichnungsträger, der
verbesserte Standbildwiedergabeeigenschaften mit guter
Verschleißfestigkeit bei wiederholtem Vorbeilauf an Magnetköpfen vereint.

Eine der wesentlichen Eigenschaften, die von einem magnetischen Aufzeichnungsträger verlangt wird, ist die Standbildeigenschaft. Wenn eine befriedigende Standbildwiedergabe beim Abspielen von Fernsehsignalen mittels eines
Videobandrekorders gewährleistet werden soll, muß ein Verschleiß der magnetischen Bandoberfläche aufgrund des Vorbeiziehens des Bandes an den Köpfen vermieden werden. Während der Standbildwiedergabe wird beispielsweise im Falle einer bekannten Anordnung ein bogenförmiger Bandbereich

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nahe einer rotierenden Kopfanordnung mit Hilfe von zwei Magnetköpfen abgetastet, die um 180° versetzt auf einer rotierenden Trommel gelagert sind und mit hoher Drehzahl umlaufen. Wenn das Band nicht verschleißfest ist, wird die Bandoberfläche allmählich abgekratzt, was zu einer verkürzten Standbildwiedergabedauer führt.

Um die Standbildwiedergabeeigenschaften zu verbessern, hat man bereits ein nichtmagnetisches Pulver, das härter als Cr-O-, Al-O., oder anderes magnetisches Pulver ist, in die Beschichtung des Bandes eingebracht. Bekanntlich wird dadurch zwar die Verschleißfestigkeit des Bandes verbessert; dies geht jedoch auf Kosten der Verschleißfestigkeit der Köpfe. Ein derartiger magnetischer Aufzeichnungsträger soll zwei einander widersprechende Forderungen erfüllen, nämlich verbesserte Standbildwiedergabeeigenschaften aufgrund von erhöhter Verschleißfestigkeit des Bandes und verminderten Verschleiß der Köpfe. Um dieses zweifache Ziel zu erreichen, müssen Maßnahmen getroffen werden, welche den Kopfverschleiß minimieren und die Standbildeigenschaften verbessern.

Eine ausgedehnte Suche nach einem für die Beschichtung des Bandes geeigneten nichtmagnetischen Pulver hat zu der Erkenntnis geführt, daß eine geeignete Mischung eines nichtmagnetischen Pulvers, das gute Standbildeigenschaften zur

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Folge hat, aber normalerweise erheblichen Kopfverschleiß verursacht, mit einem anderen nichtmagnetischen Pulver, das geringeren Kopfverschleiß bei verschlechterter Standbildeigenschaft bewirkt, zu einem synergetischen Effekt führt, wobei die Mischung bessere Standbildeigenschaften bewirkt, als wenn die Pulver einzeln vorgesehen werden, während gleichzeitig der Kopfverschleiß auf einen zulässigen Bereich begrenzt wird. Es zeigte sich, daß das erstgenannte Pulver ein Pulver ist, wie es allgemein zur Verbesserung der Standbildeigenschatten herangezogen wird, beispielsweise ein Pulver aus Teilchen von Cr₂O₃, Al₂O₃ oder dergleichen oder ein Gemisch solcher Teilchen, während es sich bei dem zuletzt genannten Pulver um "<-Fe»0, handelt. Diese Feststellungen bilden die Basis der vorliegenden Erfindung, gemäß der ein magnetischer Aufzeichnungsträger dadurch gekennzeichnet ist, daß seine Beschichtung, bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers, 0,5 bis 15 Gew.% mindestens eines nichtmagnetischen Pulvers aus Al₂O₃ und Cr₂O₃ und 0,5 bis 15 Gew.% CK-Fe₂O₃ enthält, wobei die Summe der Anteile an nichtmagnetischem Pulver und CK-Fe₂O₃ gleich oder kleiner als 20 Gew.% ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Beziehung zwischen der Gesamt

menge eines nichtmagnetischen PuI-vergemischs in Gew.% und dem Hf-Wiedergabeausgang (dB) sowie

Fign. 2 und 3 grafische Darstellungen für die Beziehungen zwischen den Anteilen an nichtmagnetischen Pulvergemischen aus A1_?O- und ⁰C-Fe₇O₃ in den Beschichtungsgemischen und dem Kopfverschleiß (um) bzw. der Standbildwiedergabedauer (min).

Das Einbringen der beiden Pulver mit unterschiedlichen Eigenschaften in die Beschichtungsmasse erfolgt auf übliche Weise durch Mischen des magnetischen Pulvers mit einem Bindemittel und Zusätzen, Zugabe des nichtmagnetischen Pulvergemischs zu dem magnetischen Gemisch, falls erforderlich mit eipem zweckentsprechenden Härtemittel, und anschließendes Auftragen des erhaltenen magnetischen Beschichtungsmaterials in herkömmlicher Weise auf den Schichtträger.

Stattdessen ist es auch möglich, von Anfang an die nichtmagnetischen und magnetischen Pulver zusammenzukneten.

Die Gesamtmenge des zugesetzten nichtmagnetischen Pulvergemischs sollte nicht zu groß sein, weil dieses Gemisch, da es nichtmagnetisch ist, die elektromagnetischen Eigenschaften des erhaltenen Überzugs beeinträchtigt. Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Gesamtmenge an nichtmagnetischem Pulver zu dem magnetischen Pulver und dem Hf-Wiedergabeausgang. Die Kurve läßt erkennen, daß die Menge an nichtmagnetischem Pulver bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers nicht mehr als 20 Gew.% betragen sollte. Die Darstellung beruht auf Daten für ein nichtmagnetisches Pulver in Form eines Gemisehs von Al^CU und ^C-Fe₉O-; eine ähnliche Tendenz ist bei einem Gemisch von Cr_?0q und (X-Fe₂O- zu beobachten.

Was das Mischungsverhältnis der beiden verschiedenen Pulver anbelangt, ist festzuhalten, daß davon der Verschleiß der Köpfe und die Standbildeigenschaften, ausgedrückt als Standbildwiedergabedauer, abhängen, wie dies aus den nachstehenden Beispielen folgt. Daher ist unter sorgfältiger Abschätzung der beiden Eigenschaften das optimale Verhältnis in quantitativer Beziehung so zu wählen, daß ein guter Kompromiß zwischen beiden Eigenschaften erreicht wird. Bezüglich des günstigsten Wertes sollte zunächst die oben

genannte Einschränkung hinsichtlich der Gesamtmenge berücksichtigt werden. Für gewöhnlich liegt der optimale Anteil im Bereich von 0,5 bis 15 Gew.%.

Bei der Größe der nichtmagnetischen Teilchen ist im allgemeinen die Tendenz zu beobachten, daß die Standbildeigenschaften um so besser sind, je gröber die Teilchen sind, während gröbere Teilchen gleichzeitig zu stärkerem Verschleiß der Köpfe führen. Wenn die Teilchen zu fein sind, leidet die Standbildeigenschaft. Bei zu groben Teilchen werden die elektromagnetischen Eigenschaften der Beschichtungsmasse beeinträchtigt. Aus diesen Gründen wird vorzugsweise eine Teilchengröße im Bereich von 0,1 bis 2 um gewählt.

Beispiel 1

Eine magnetisches Pulver enthaltende Masse wurde zubereitet aus

Co-haltigem, magnetischem Eisenoxidpulver 400 g

Nitrozellulose 30 g

Polyvinylchlorid 15 g

Urethanelastomer 40 g

Kohlenstoff 20 g

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Gleiche Anteile dieser Masse wurden zur Bildung von magnetischen Beschichtungsstoffen in unterschiedlichen Verhältnissen mit ⁰^-Fe₂O- und Al₂O₃ gemischt. Nach der Zugabe eines Isocyanat-Härters wurde jedes Beschichtungsmaterial auf einen Polyesterfilm aufgebracht, wobei unter Herstellung eines Magnetbands eine Beschichtung von etwa 5 pm Dicke ausgebildet wurde.

Die Kurven in Fig. 2 zeigen das Verhältnis des Zusatzes Al₉O₇ und ⁰C-Fe₉O., zu dem magnetischen Pulver und dem Verschleiß der Köpfe. Es ist zu erkennen, daß in Fällen, in denen Al₂O- allein benutzt wird oder der Gehalt an o<.-Fe₂0-gleich 0% ist, ein sehr erheblicher Kopfverschleiß eintritt, selbst wenn der Anteil an Al₂O- nur etwa 1 % beträgt. Mit einer Zunahme der Menge von Al₂O₃ wird der Verschleiß der Köpfe größer, während dieser Verschleiß bei einer Steigerung des Gehalts an °<-Fe₂0- abnimmt.

In Fig. 3 ist das Verhältnis zwischen den Anteilen an Al-O₃ und ⁰^-Fe₂O- und der Standbildwiedergabedauer veranschaulicht. Wenn Al₂O- in unzureichender Menge vorliegt, ist die Standwiedergäbedauer sehr kurz. Im Falle eines Al-O-j-Gehalts von 0% wird die Standbildwiedergabedauer durch eine Steigerung des cK.-Fe₂O₃-Gehalts nur wenig verlängert. Wenn der Al-O₃-Gehalt über 3 % liegt, beträgt die Standbildwiedergabedauer etwa 220 min. Wichtig ist, daß eine weitere Steigerung des

Al„O^-Anteils zu einer längeren Stöndbildwiedergabedauer führt.

Durch Mischen von Al^O., mit °**-Ψ&β~ ist es also möglich, die Standbildwiedergabedauer um 80 bis 100 min über diejenige bei alleiniger Anwendung von Al^O., zu verlängern und auch den Verschleiß der Köpfe auf die Hälfte bis ein Drittel des Verschleißes herabzudrücken, der eintritt, wenn A1~O~ allein vorgesehen wird. Was andere Faktoren, beispielsweise die Aufrauhung der Oberfläche und die Oberflächengüte des Bandes, anbelangt, führt der kombinierte Einsatz des Gemischs zu Ergebnissen, die ebenso gut wie oder besser als bei alleiniger Verwendung von A1„O_ sind. Ein zufriedenstellender Kompromiß zwischen dem Kopfverschleiß und der Standbildeigenschaft wird erreicht, wenn die Menge an ⁴K-Fe^O-, im Bereich von 5 bis 15 % und die Menge an Al^Oo im Bereich von 3 bis 15 % liegt.

Beispiel 2

Magnetbänder wurden hergestellt, indem das Vorgehen des Beispiels 1 mit der Ausnahme wiederholt wurde, daß das Polyvinylchlorid in den magnetischen Beschichtungsmassen durch Polyester in ähnlich variierten Mengen ersetzt wurde, Es wurden die gleichen Kopfverschleiß- und Standbildwieder-

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gabedauer-Kennwerte erreicht, wie sie in den Fign. 2 und 3 dargestellt sind. Ergebnisse ähnlich denjenigen des Beispiels 1 wurden erhalten, wenn magnetische Beschichtungsstoffe aus den gleichen Zusammensetzungen wie im Beispiel 1, mit Ausnahme der Nitrozellulose, hergestellt wurden. Bei Fertigung von Magnetbändern unter Verwendung von Kunststoffen ohne den Isocyanathärter des vorhergehenden Beispiels ergaben sich im wesentlichen die gleichen Resultate, wie sie in den Fign. 2 und 3 grafisch dargestellt sind, obwohl eine gewisse Abnahme der Standbildeigenschaft zu beobachten war. Versuche wurden auch unter Verwendung von anderen Bindemitteln durchgeführt, als sie im Falle des Beispiels 1 und des vorliegenden Beispiels vorgesehen sind; d.h. es wurden bekannte Thermoplaste, Duroplaste und reaktive Harze sowie deren Gemische verwendet. Mit Ausnahme von .geringen zahlenmäßigen Schwankungen zeigten die Standbildeigenschaft und der Kopfverschleiß im wesentlichen die gleichen Tendenzen, wie sie in den Fign. 2 und 3 veranschaulicht sind. Dies bedeutet, daß vorliegend beliebige Bindemittel und Zusätze verwendet werden können, ohne daß praktisch eine ungünstige Beeinflußung eintritt.

Beispiel 3

Magnetbänder wurden auf die gleiche Weise, wie im Beispiel 1 erläutert, hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Co-haltige Eisenoxid-Magnetpulver durch Pulver aus JT-Fe^O,, Fe.,0,, Co-haltigem Fe^O,, ferromagnetischen Legierungen oder Gemischen solcher Pulver ersetzt wurde. Die Produkte hatten Eigenschaften ähnlich denjenigen, wie sie in den Fign. 2 und 3 grafisch dargestellt sind.

Beispiel 4

Mit der Ausnahme der Verwendung von Cr₇O₃ an Stelle von Al₉On als das eine der nichtmagnetischen Pulver wurden das Vorgehen und die Versuche des Beispiels 1 wiederholt. Abgesehen von kleineren Unterschieden hinsichtlich der Absolutwerte wurden Darstellungen ähnlicher Tendenz wie in den Fign. 2 und 3 für alle untersuchten Kombinationen erhalten.

Claims

PATENTANWALT DIPL.4N.G. .GERHARD ^hLWAN¹ ^l * ^{D D J}

ELFENSTRASSE 32 · D-8000 MÜNCHEN 83

TDK Electronics Co., Ltd. 13-1, Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku, Tokyo, Japan

Ansprüche

y Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf ausgebildeten, ein magnetisches Pulver aufweisenden Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung, bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers, 0,5 bis 15 Gew.% mindestens eines nichtmagnetischen Pulvers aus Al₂O₃ und Cr₂O₃ und 0,5 bis 15 Gew.% 0(-Fe₂O₃ enthält, wobei die Summe der Anteile an nichtmagnetischem Pulver und °<-Fe«0~ gleich oder kleiner als 20 Gew.% ist.
2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des nichtmagnetischen Pulvers und des OC-Fe₂O₃ einen Durchmesser von 0,1 bis 2 pm haben.

FERNSPRECHER: 089/60Π039 ■ TELEX. 52258? elp» d · KABEL: ELECTR1CPATENT MÜNCHEN
3. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetisches Pulver Co-haltiges Eisenoxid vorgesehen ist.
4. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetisches Pulver T-Fe₂O₃-PuIVeT, Fe₃O₄-PuIVeT, Co-haltiges Fe₃O₄-Pulver, ferromagnetisches Legierungspulver oder ein Gemisch aus zwei oder mehr dieser Pulver vorgesehen ist.
5. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung zusätzlich einen Isocyanathärter enthält.