DE3124560C2

DE3124560C2 - Magnetischer Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE3124560C2
Application number: DE3124560A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Komoro Nagano Nakashima; Akira Okada; Nobuhiro Saku Nagano Sato
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-06-23
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1984-12-06
Also published as: US4571362A; DE3124560A1; JPS5712421A

Abstract

Magnetischer Aufzeichnungsträger, bei dem in der Magnetpulverbeschichtung, bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers, 0,5 bis 15 Gew.% mindestens eines nichtmagnetischen Pulvers aus Al ↓2O ↓3 oder Cr ↓2O ↓3 und 0,5 bis 15 Gew.% α-Fe ↓2O ↓3 vorgesehen sind, wobei die Summe der Anteile an nichtmagnetischem Pulver und α-Fe ↓2O ↓3 gleich oder kleiner als 20 Gew.% ist. Die Teilchen des nichtmagnetischen Pulvers und des α-Fe ↓2O ↓3 haben einen Durchmesser von 0,1 bis 2 μm.

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf ausgebildeten magnetischen Beschichtung, die ein magnetisches Pulver und ein nichtmagnetisches Pulver aufweist, die in einem Bindemittel dispergiert sind.

Eine der wesentlichen Eigenschaften, die von einem magnetischen Aufzeichnungsträger verlangt wird, ist die Standbildeigenschaft. Wenn eine befriedigende Standbildwiedergabe beim Abspielen von Fcrnsehsignalen 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 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 Bandoberflärhe allmählich abgekratzt, was zu einer verkürzten Standbildwiedergabcdaucr führt.

Um die Standbildwiedergabeeigenschaftcn zu verbessern, hat man bereits ein nichtmagnetisches Pulver, das härter als Cr₂Oj, AI2O3 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. Kin 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, welehe den Kopfverschleiß minimieren und die Standbildeigenschaften verbessern.

Aluminiumoxid wurde bereits als Füllstoff in einer nichtmagnetischen Rückseitenschicht eines magnetischen Aufzeichnungsträgers verwendet (DE-OS 23 64 878). Es ist ferner bekannt (IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 9, No. 7, Dezember 1966, Seite 779), bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger zur Verminderung der Reibung zwischen dem Aufzeichnungsträger und magnetischen Lese/Schreib-Köpfen in die magnetische Beschichtung feste Schmiermittel u. a. in Form von Chrom(l V)-oxid (CrO₂) einzubringen, bei dem es sich um ein magnetisches Material handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu schaffen, der verbesserte Standbildwiedergabeeigenschaften hat und gleichzeitig den Kopfverschleiß klein hält

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 Folge hat, aber normalerweise erheblichen Kopfverschleiß verursacht, mit einem anderen nichtmagnetischen Pulver, das geringeren Kopfverschleiß bei verschlechterter Standbildeigen- :jo schaft 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 für das erstgenannte Pulver Teilchen aus Cr₂O₃ und AI₂O₃ geeignet sind, während es sich bei dem zuletzt genannten Pulver um Ar-Fe₂O₁ handelt. Diese Feststellungen bilden die Basis der vorliegenden Erfindung, gemäß der ein magnetischer Aufzeichnungsträger der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet ist, daß, bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers, das nichtmagnetische Pulver aus 0,5 bis 15Gew.-% mindestens eines nichtmagnetischen Pulvers aus AI₂O₃ und Cr₂O₅ in Kombination mit 0,5 bis 15Gew.-% A-Fe₂O₃ besteht, und daß die Summe der Anteile an nichtmagnetischem Pulver und ^r-Fe₂O₃ gleich oder kleiner als 20Gew.-% ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fi g. 1 die Beziehung zwischen der Gesamtmenge eines nichtmagnetischen Pulvergemisch^ in Gew.-% und dem Hf-Wiedergabeausgang (dB) sowie

Fig.2 und 3 grafische Darstellungen für die Beziehungen zwischen den Anteilen an nichtmagnetischen Pulvergemischen aus AI₂O₃ und ^-Fe₂O₃ in den Beschichtungsgemischen und dem Kopfverschleiß (μιη) ω 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 b5 nichtmagnetischen Pulvergemischs zu dem magnetischen Gemisch, falls erforderlich mit einem zweckentsprechenden Härtemittel, und anschließendes Auftragen des erhaltenen magnetischen Beschichtungsmateri-

als 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. F i g. 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 Gemischs von AI2O3 und A-Fe₂Oj; eine ähnliche Tendenz ist bei einem Gemisch von Cr₂Oj und A-Fe₂Oj 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 μίτι gewählt.

Beispiel 1

Eine magnetisches Pulver enthaltende Masse wurde zubereitet aus

Co-haltigem, magnetischem	400 g
Eisenoxidpulver	30 g
Nitrozellulose	15g
Polyvinylchlorid	to g
Urethanelastomer	20 g
Kohlenstoff

Gleiche Anteile dieser Masse wurden zur Bildung von magnetischen Beschichtungsstoffen in unterschiedlichen Verhältnissen mit A-Fe₂O3 und AI₂O3 gemischt. Nach der Zugabe eines lüocyanat-Härters wurde jedes Beschichtungsmaterial auf einen Polyesterfilm aufgebracht, vVobei unter Herstellung eines Magnetbands eine Beschichtung vor* etwa 5 μηι Dicke ausgebildet wurde.

Die Kurven in F i ß. 2 neigen das Verhältnis des Zusatzes AI₂O) und A-Fx₂Qj zu dem magnetischen Pulver und dem Verschleiß der Köpfe. Es ist zu erkennen, daß in Fällen, in denet' AI₂O₃ allein benutzt wird oder der Gehalt an Λ-Fe^Oi gleich 0% ist, ein sehr erheblicher Kopf verschleiß eintritt, selbst wenn der Anteil an Al₂Oj nur etwa 1% beträgt Mit einer Zunahme der Menge von AI₂Oj wird der Verschleiß der Köpfe größer, während dieser Verschleiß bei einer Steigerung des Gehalts an Λ-Fe^jabnimmt.

In F i g. 3 ist das Verhältnis zwischen den Anteilen an Al₂Oj und A-Fe₂O₃ und der Standbildwiedergabedauer veranschaulicht. Wenn Al₂Oj in unzureichender Menge vorliegt, ist die Standwiedergabedauer sehr kurz. Im Falle eines AI₂Oj-Gehalts von 0% wird die Standbildwiedergabedauer durch eine Steigerung des (*-Fe₂Oi-Gehalts nur wenig verlängert Wenn der Al₂Oj-Ge(IaIt über 3% liegt beträgt die Standbildwiedergabedauer etwa 220 min. Wichtig ist, daß eine weite- re Steigerung des Al₂Oj-Anteils zu einer längeren Standbildwiedergabedauer führt.

Durch Mischen von Al₂Oj mit A-Fe₂Oj ist es also möglich, die Standbildwiedergabedauer um 80 bis 100 min über diejenige bei alleiniger Anwendung von Al₂Oj zu verlängern und auch den Verschleiß der Köpfe auf die Hälfte bis ein Drittel des Verschleißes herabzudrücken, der eintritt, wenn AI₂O₃ allein vorgesehen wird. Was andere Faktoren, beispielsweise die Aufrauhung der Oberfläche und die Oberflächengüte des Bandes, anbe langt, führt der kombinierte Einsatz des Gemischs zu Ergebnissen, die ebenso gut wie oder besser als bei alleiniger Verwendung von Al₂Oj sind. Ein zufriedenstellender Kompromiß zwischen dem Kopfverschleiß und der Standbildeigenschaft wird erreicht, wenn die

jo Menge an A-Fe₂O₃ im Bereich von 0,5 bis 15% und die Menge an AI₂Oj im Bereich von 0,5 bis 15% liegt. Beträgt die Gesamtmenge des nichtmagnetischen Pulvers einschließlich A-Fe₂Oj mehr als 20 Gew.-%, nimmt der Hf-Wiedergabeausgang erheblich ab; diese Gesamt menge darf daher 20 Gew.-% nicht überschreiten.

Beispiel 2 Magnetbänder wurden hergestellt, indem das Vorge-

hen 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 Standbildwiedergabedauer-Kennwerte erreicht, wie sie in den F i g. 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 Fig. 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 F i g. 2 und j veranschaulicht sind. Dies bedeutet, daß vorlie gend beliebige Bindemittel und Zusätze verwendet wer den 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 ^r, aus ^-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Co-haltigem Fe3C>4, ferromagnetischen Legierungen oder Gemischen solcher Pulver ersetzt wurde. Die Produkte hatten Eigenschaften ähnlich denjenigen, wie sie in den Fi g. 2 und 3 grafisch dargestellt sind. 10

Beispiel 4

Mit der Ausnahme der Verwendung von C^Oj an Stelle von AbOj als das eine der nichtmagnetischen PuI- 1s ver wurden das Vorgehen und die Versuche des Beispiels 1 wiederholt. Abgesehen von kleineren Unterschieden hinsichtlich der Absolutwerte wurden Darstellungen ähnlicher Tendenz wie in den F i g. 2 und 3 für alle untersuchten Kombinationen erhalten. 20

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf ausgebildeten magnetischen Beschichtung, die ein magnetisches Pulver und ein nichtmagnetisches Pulver aufweist, die in einem Bindemitteldispergiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers, das nichtmagnetische Pulver aus 0,5 bis 15 Gew.-% mindestens eines nichtmagnetischen Pulvers aus Al₂Oj und Cr₅Oj in Kombination mit 0,5 bis 15 Gew.-% A-Fc₃O₁ besteht, und daß die Summe der Anteile an nichtmagnetischem Pulver und ,Z-Fe₂O₃ gleich oder kleiner als 20 Gew.-% ist.

2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nsch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des nichtmagnetischen Pulvers und des <*-Fe₂O₃ einen Durchmesser von 0,1 bis 2 μπι haben.

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 ^Fe₂Oj-PuIvCr, Fe₃O4-Pulver. Co-haltiges Fe₃O₄-PuIvCr, ferromagnetischcs 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.