DE3128004A1

DE3128004A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3128004A1
Application number: DE19813128004
Authority: DE
Inventors: Norifumi Kajimoto; Yoshio Kawakami; Kinji Tokyo Sasaki
Original assignee: Tdk Electronics Co Ltd Tokyo; TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1982-04-22
Also published as: JPS5724027A; NL8103216A; US4423452A; GB2080319A; DE3128004C2

Description

1A-363O

TDK-155
(8.50023)

TDK ELECTRONICS CO., LTD. Tokyo, Japan

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit verbesserten Standbild-Charakteristika.

Eine wesentliche Eigenschaft von magnetischen Aufzeichnungsmedien, z.B. für Videobandgeräte, ist die Standbildcharakteristik. Zur Verbesserung der Standbildcharakteristik eines Aufzeichnungs-'und Wiedergabemediums für Videobandgeräte muß man die Abnutzung der Oberfläche des Bandes durch den Kopf des Videobandgeräts vermeiden. Bei einem herkömmlichen Videobandsystem verwendet man zur Standbildwiedergabe zwei Magnetköpfe. Diese sind mit einem Abstand von 180° auf einer rotierenden Trommel angeordnet. Die Trommel wird mit hoher Geschwindigkeit gedreht und das Band ist in einer kreisförmigen Schleife um die Trommel geführt. Hierdurch wird die Abtastung erreicht. Bei diesem System kommt es bei einer unbefriedigenden Abriebfestigkeit des Bandes zu einer allmählichen

ι '· « O

312800Α

Abschabung der Oberfläche und somit zu einer Verkürzung der Standbild-Wiedergabezeit. Es ist daher erforderlich, die Abnutzung des Bandes durch den magnetischen Kopf, der das Band mit hoher Geschwindigkeit abtastet, zu verhindern, so daß die Standbildwiedergabe verlängert werden kann.

Bisher wurde zur Verbesserung der Standbildcharakteristik vorgeschlagen, ein hartes, nichtmagnetisches Pulver, welches härter ist als das magnetische Pulver der magnetischen Beschichtung, einzuverleiben. Typische, herkömmliche, harte, nichtmagnetische Pulver sind Oxide: Al₂O,, SiO₂, Cr₂O₃, CeO₂, BeO, ZrO, TiO₂; Carbide: B^C, SiCj
Nitride: TiN, Si₂N, BN-, AlN5
Metalle: Zr.

Die Abriebfestigkeit von Magnetbändern mit einer magnetischen Beschichtung, welche ein solches hartes, nichtmagnetisches Pulver enthält, wurde auf diese Weise verbessert. In jüngster Zeit verwendet man zur Erhöhung der Aufzeichnungsdichte einen Kopf mit einer schmalen Spur. Dabei kommt es in erheblichem Maße zu einer Verkürzung der Wiedergabezeit. Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen dem Wiedergabe-Ausgangssignal und den Wiedergabezeiten bei einem Kopf mit einer Breite von 100 /um und bei einem Kopf mit einer Breite von 60/um. Die Wiedergabezeit bei einem Kopf mit einer Breite von 60/um ist wesentlich verkürzt. Es ist daher erforderlich, ein feinkörniges, magnetisches Pulver mit geringerer Teilchengröße zu verwenden. Dies ist jedoch nachteilig für die Standbildcharakteristika. Zur Überwindung dieser Nachteile und zur weiteren Verbesserung der Standbildcharakteristika muß man die Abriebfestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums noch weiter verbessern.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit verbesserten Standbildcharakteristika aufgrund einer verbesserten Abriebfestigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem Substrat und einer magnetischen Beschichtung., welche ein Magnetpulver enthält sowie ein feines Titanoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser von mindestens 0,4/um und mindestens einem weiteren feinkörnigen, harten, nichtmagnetischen Pulver.

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Breite des Magnetkopfes und dem Wiedergabe-Ausgangssignal (bei 20⁰C; 60% relativer Feuchtigkeit; einem Videobandgerät des Standards I);

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Wiedergabe-Ausgangssignal und dem Verhältnis der Menge der feinen, harten, nichtmagnetischen Pulver zum magnetischen Pulver;

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Wiedergabedauer und den Teilchengrößen der Titanoxidpulver in einem Alüminiumoxid-Titaiioxid-Pulversystem;

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Wiedergabedauer und dem Gehalt an dem Titanoxidpulver im Aluminiumoxid-Titanoxid-Pulversystem;

Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Wiedergabedauer und der Teilchengröße des Titanoxidpulvers im Chromoxid-Titanoxid-Pulversystem; und

Fig. 6zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Wiedergabezeitdauer und dem Gehalt an Titanoxidpulver im Chromoxid-Titanoxid-Pulversystem.

3128Q04

Die Erfinder haben den Zusatz feinkörniger, abradierend wirkender oder harter Pulver zu der BeSchichtungsmasse eines magnetischen Bandes untersucht, und dabei wurde festgestellt, daß bei Kombination eines Titanoxidpulvers mit einem anderen harten, nichtmagnetischen Pulver einzigartige Effekte bezüglich der Abriebfestigkeit des Bandes auftreten. Ferner wurde festgestellt, daß der Teilchendurch-, messer des Titanoxidpulvers ein wesentlicher Faktor ist und daß ein feines Titanoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser von mindestens 0,4/um äußerst wirksam ist. .

Das weitere, abradierend wirkende oder harte Pulver, das in Kombination mit dem feinen Titanoxidpulver verwendet wird,.· kann aus einem oder mehreren herkömmlichen, harten, nichtmagnetischen Pulvern bestehen, z.B. Aluminiumoxid, Silici-' umoxid, Chromoxid, Ceroxid, Berylliumoxid, Zirkonoxid, Borcarbid, Siliciumcarbid, Titannitrid, Siliciumnitrid, Bornitrid, Aluminiumnitrid und Zirkonium. Es ist bevorzugt, mindestens eines der Materialien Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliciumoxid, Ceroxid, Berylliumoxid, Borcarbid, Siliciumcarbid und Zirkonium einzuverleiben. Typische Kombinationen sind Aluminiumoxid-Titanoxid oder Chromoxid-Titanoxid.

Es ist wesentlich, ein feines Titanoxidpulver mit einer Teilchengröße von mindestens 0,4/um zu verwenden. Es wurde festgestellt, daß, wie in den Beispielen demonstriert, bessere Effekte beobachtet werden, wenn man ein feines Titanoxidpulver mit einem größeren Teilchendurchmesser verwendet. Falls der Teilchendurchmesser zu groß ist, treten bestimmte nachteilige Effekte hinsichtlich der elektromagnetischen Charakteristika in Erscheinung sowie nachteilige Effekte hinsichtlich der Abnutzung des Magnetkopfes. Es ist bevorzugt, ein feines Titanoxidpulver mit einer Teilchengröße von bis zu 2/um zu verwenden. Wenn die Teilchen-

« <· «MS

größe des anderen harten, nihtmagnetisehen Pulvers, das zusammen mit dem feinen Titanoxidpulver verwendet wird, zu gering ist, so werden keine .Verbesserungen hinsichtlich der Standbildcharakteristika beobachtet. Wenn andererseits diese Teilchengröße zu groß ist, so treten die genannten nachteiligen Effekte in Erscheinung. Daher sollte der Teilchendurchmesser des anderen harten, nichtmagnetischen Pulvers vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis . 2yum liegen.

Die harten Pulver sind allesamt nichtmagnetische Pulver. Wenn der Gesamtgehalt des Gemisches der harten, nichtmagnetischen Pulver in der magnetischen Beschichtung zu groß ist, so werden die elektromagnetischen Charakteristika beeinträchtigt. ■

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Hochfrequenz-Wiedergabe-Ausgangssignal und dem Verhältnis der harten, nichtmagnetischen Pulver zum ■ magnetischen Pulver. Man erkennt aus der graphischen Darstellung, daß es. bevorzugt ist, bis zu 20 Gew.% des harten, nichtmagnetischen Pulvers, bezogen auf das magnetische Pulver, einzusetzen. Bei der Aufnahme der Kurve der Fig. 2 wurde feines Titanoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser von 1,0/um als nichtmagnetisches Pulver verwendet. Die gleiche Tendenz wird jedoch auch bei der Kombination des feinen Titanoxids mit einem anderen Teilchendurchmesser beobachtet oder bei der Kombination eines feinen Titanoxids und des anderen harten, nichtmagnetischen Pulvers.

Das Mengenverhältnis des feinen Titanoxidpulvers zum anderen harten, nichtmagnetischen Pulver innerhalb der Grenzen des Gesamtgehaltes des harten, nichtmagnetischen Pulvers hängt ab von der Art und dem Teilchendurchmesser des

0« β

312800/,

anderen harten, nichtmagnetischen Pulvers. Die Auswahl wird im Hinblick auf eine optimale Abriebfestigkeit des . Bandes getroffen. Es ist bei dieser Auswahl wichtig, nachteilige Effekte, z.B. eine Erhöhung der Abnutzung des Kopfes oder eine Verschlechterung der elektromagnetischen Charakteristika des Bandes, zu vermeiden.

Bei der Einbringung des Gemisches des Titanoxidpulvers und des anderen harten, nichtmagnetischen Pulvers in die magnetische BeSchichtungsmasse wird das magnetische Pulver mit dem herkömmlichen Bindemittel vermischt und die Mischung des Titanoxidpulvers und des harten, nichtmagnetischen Pulvers wird danach erst zugemischt. Alternativ, kann man das magnetische Pulver, das Titanoxidpulver'und das andere harte, nichtmagnetische Pulver vermischen und dann die Mischung mit dem Bindemittel verkneten, wobei man, falls erforderlich, ein gewünschtes Vernetzungsmittel und einen anderen Zusatzstoff bei der Herstellung der magnetischen Beschichtungsmasse zusetzen kann. Danach wird die Magnetpulvermasse nach einem herkömmlichen Verfahren auf ein Substrat aufgetragen.

Die Magnetpulver, die Bindemittel und die Substrate wurden bereits in zahlreichen Patenten und Patentanmeldungen der Anmelderin beschrieben. Daher wird eine detaillierte Erläuterung derselben unterlassen.

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

Beispiel 1

Es wird eine Magnetpulverbeschichtungsmasse aus den folgenden Komponenten hergestellt. Dabei.verwendet man als hartes, nichtmagnetisches Pulver eine Kombination des Titan-

g«.

oxidpulvers mit Aluminiumoxid» Dieses Pulvergemisch wird in einer Menge von 2 Gew.%, bezogen auf das magnetische Pulver, zugesetzt.

magnetisches Pulver (Eisenoxid mit· adsorbiertem Co) 400

Nitrocellulose 30

Harz vom Polyvinylchlorid-Typ 15

Urethan-Elastomeres 40

Kohlenstoff 20

Aluminiumoxid · 8

Der erhaltenen Grundmasse setzt man jeweils ein feines Titanoxidpulver mit unterschiedlichem Teilchendurchmesser zu, und zwar in den jeweils unterschiedlichen Mengen. Auf . diese Weise erhält man jeweils eine magnetische Beschichtungsmasse. Dieser wird ein Vernetzungsmittel vom Isocyanat-Typ zugesetzt, und sodann wird eine Polyesterfolie mit der Magnetpulvermasse beschichtet» Man erhält eine Schicht mit einer Dicke von etwa 5 /um

Fig. 3 zeigt.eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Wiedergabezeitdauer (Standbildcharakteristik) von dem Teilchendurchmesser des jeweiligen feinen Titanoxidpulvers, und zwar bei einem Verhältnis des feinen Titanoxidpulvers zum magnetischen Pulver von 5 Gew.%. Es wurde festgestellt, daß die Wiedergabedauer-Kurve bei einem Teilchendurehmesser von 0,4/um stark anzusteigen· beginnt.

Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Wiedergabedauer (Standbildcharakteristik) von dem Verhältnis des feinen Titanoxidpulvers mit einem Teilchendurchmesser von 0,4yum zum magnetischen Pulver. Die Wiedergabe- · dauer wird mit steigendem Gehalt an feinem Titanoxidpulver verlängert. Die Standbildcharakteristik wird somit durch

Einverleibung einer großen Menge des feinen Titanoxidpulvers mit einer großen Teilchengröße wesentlich verbessert. .

Beispiel 2

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei man jedoch ein Borcarbidpulver, ein Silicivuncarbidpulver, Zirkonium, Siliciumoxid, Ceroxid, Berylliumoxid oder Chromoxid anstelle des Aluminiumoxids als hartes, nichtmagnetisches Pulver in Kombination mit dem feinen Titanoxidpulver verwendet. Es werden jeweils die gleichen Tests durchgeführt. Man beobachtet die gleichen Tendenzen, welche in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind, bei jeder einzelnen Kombination, obgleich die Absolutwerte geringfügig verschieden voneinander sind. Unter diesen Kombinationen wur-r den die Kombinationen des Chromoxids mit Titanoxid herausgegriffen. Die Ergebnisse sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Fig. 5 zeigt die Abhängigkeit der Wiedergabedauer von der Änderung des. Teilchendurchmessers des Titanoxidpulvers, welches in Kombination mit 8g des Chromoxidpulvers vorliegt, wobei 20 g Titanoxidpulver vorhanden sind.

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Wiedergabedauer und der Änderung des Gehalts des Titanoxidpulvers mit einem Teilchendurchmesser von 0,4/um in Kombination mit 8 g des Chromoxidpulvers.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei man jedoch anstelle des Harzes vom Polyvinylchlorid-Typ die gleiche Menge eines Polyesterharzes zur Herstellung der Magnetpulvermasse verwendet. Es wird wiederum ein Magnet-

band hergestellt. Man erhält die gleichen Standbild-Wiedergabe-Zeitcharakteristika der Fig. 3 und 4.

Ferner wird wiederum gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 gearbeitet, wobei man jedoch Nitrocellulose aus der Magnetpulvermasse eliminiert. Es wird wiederum ein Magnetband hergestellt und getestet. Die Ergebnisse sind die gleichen wie in Beispiel 1.

Es wird nochmals gemäß Beispiel 1 gearbeitet, wobei man jedoch das Vernetzungsmittel vom Isocyanat-Typ eliminiert. Man erhält ein Magnetband mit einem thermoplastischen Bindemittel. Dieses zeigt geringfügig schlechtere Standbildcharakteristika. -Es zeigen sich jedoch die gleichen Standbildcharakteristikatendenzen wie in den Fig. 3 und 4.

Ferner wird wiederum gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 gearbeitet, wobei man jedoch jeweils ein herkömmliches, thermoplastisches Harz, ein wärmehärtbares Harz, ein reaktives Harz oder ein Gemisch derselben anstelle des Bindemittels des Beispiels 1 verwendet. Die erhaltenen Magnetbänder werden hinsichtlich der Standbildcharakteristika getestet. Die Standbildcharakteristika sind geringfügig verschieden, jedoch folgen sie in der Tendenz den Fig. 3 und 4.

B e i s ρ i e 1 4

Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei man jedoch y-Fe₂O,-Pulver, Fe,O^-Pulver, Fe^O^-Pulver mit adsorbiertem Co, ein magnetisches Legierungspulver oder ein Gemisch derselben anstelle des Eisenoxids mit adsorbiertem Kobalt verwendet. Es wird jeweils ein Magnetband, hergestellt und hinsichtlich seiner Standbildcharakteristika getestet. Die Ergebnisse entsprechen den Fig. 3 und 4.

Erfindungsgemäß kann man somit die Standbildcharakteristika des magnetischen Aufzeichnungsmediums wesentlich verbessern. Diese Verbesserung beruht auf den einzigartigen Eigenschaften des feinen Titanoxidpulvers mit einem Teilehendurchmesser von mindestens 0,4/um. Bei Verwendung eines solchen Titänoxidpulvers wird die Abriebfestigkeit der magnetischen Beschichtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums wesentlich verbessert, und dies führt zur Verbesserung der Standbildcharakteristika. Dies ist äußerst wichtig auf dem Gebiet der Magnetbänder mit hoher Aufzeichnungsdichte, welche in der zukünftigen Entwicklung an Bedeutung gewinnen werden.

In den Versuchen wurden die Standbildcharakteristika folgendermaßen ausgewertet. Im Verlauf des Tests wurde die Senkung des Wiedergabe-Ausgangssignals gemessen. Bei einer Verringerung des Wiedergabe-Ausgangssignals auf -6 dB wurde die Grenze der Wiedergabedauer angenommen.

Leerseite

Claims

- ve -

Patentansprüche

Iy Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem Substrat und einer magnetischen Beschichtung, welche ein Magnetpulver und ein nichtmagnetisches, hartes Pulver enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Beschichtung ein feines Titanoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser von mindestens 0,4/um und mindestens ein feines, anderes, hartes, nichtmagnetisches Pulver enthält.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feine Titanoxidpulver in einer Menge von Ms zu 20 Gew.%, bezogen auf das magnetische Pulver, vorliegt.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feine, andere, harte, nichtmagnetische Pulver mindestens eines der folgenden Pulver ist: Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliciumoxid, Ceroxid, Berylliumoxid, Borcarbid, Siliciumcarbid und Zirkon.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feine Titanoxidpulver ei-' nen Teilchendurchmesser von 0,4 bis 2/um aufweist.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtgehalt der harten, nichtmagnetischen Pulver, bezogen auf das magnetische Pulver, im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.% liegt.