DE3128004C2 - - Google Patents
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- G11B5/70—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
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Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit
einem Substrat und einer magnetischen Beschichtung, welche ein
Magnetpulver und mindestens ein nicht-magnetisches, hartes Pulver
enthält.
Die DE-OS 18 04 393 beschreibt magnetische Aufzeichnungsträger
mit einer magnetischen Schicht, die neben einem Magnetpigment
einen feinen nicht-magnetischen Feststoff enthält, dessen Härte
nach Moos über der des verwendeten Magnetpigments und dessen
durchschnittlichen Teilchengröße über der des zu verwendenden
Magnetpigments liegt.
Aus der DE-OS 22 54 981 sind Magnetplatten mit dünner magnetischer
Schicht bekannt, die auf einem Substrat zunächst eine
unmagnetische Zwischenschicht aus harten Pigmenten und eine
darauf ausgebildete Magnetschicht aufweisen. Diese Magnetplatten
sind für ein berührungslos arbeitendes System von Schreib- bzw.
Lesemagnetköpfen vorgesehen.
Demgegenüber ist bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, das
z. B. für Videobandgeräte vorgesehen ist, wo es mit dem Magnetkopf
des Videobandgeräts in Berührung kommt, die Standbildcharakteristik
eine wesentliche Eigenschaft.
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
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: Al₂O₃, SiO₂, Cr₂O₃, CeO₂, BeO, ZrO, TiO₂;
Carbide: B₄C, SiC;
Nitride: TiN, Si₂N, BN, AlN;
Metalle: Zr.
Carbide: B₄C, SiC;
Nitride: TiN, Si₂N, BN, AlN;
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 µm und bei einem Kopf
mit einer Breite von 60 µm. Die Wiedergabezeit bei einem
Kopf mit einer Breite von 60 µm 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 Standbild-Charakteristika zu
schaffen, ohne die elektromagnetischen Charakteristika des Bandes
zu verschlechtern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen der Breite des Magnetkopfes und dem Wiedergabe-Ausgangssignal
(bei 20°C; 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 Aluminiumoxid-Titanoxid-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. 6 zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung
zwischen der Wiedergabezeitdauer und dem Gehalt an
Titanoxidpulver im Chromoxid-Titanoxid-Pulversystem.
Die Erfinder haben den Zusatz feinkörniger, abradierend
wirkender oder harter Pulver zu der Beschichtungsmasse
eines magnetischen Bandes untersucht. 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 Teilchendurchmesser
des Titanoxidpulvers ein wesentlicher Faktor ist
und daß ein feines Titanoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser
von mindestens 0,4 µm 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
Pulver bestehen, ausgewählt aus Aluminiumoxid,
Chromoxid, Ceroxid, Berylliumoxid, Zirkonoxid, Borcarbid,
Siliciumcarbid und Zirkon. Typische Kombinationen sind Aluminiumoxid-Titanoxid
oder Chromoxid-Titanoxid.
Es ist wesentlich, ein feines Titanoxidpulver mit einer
Teilchengröße von mindestens 0,4 µm 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 µm zu verwenden. Wenn die Teilchengröße
des anderen harten, nichtmagnetischen 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
2 µm 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 erfindungswesentlich 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 µm 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
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.
Es wird eine Magnetpulverbeschichtungsmasse aus den folgenden
Komponenten hergestellt. Dabei verwendet man als hartes,
nichtmagnetisches Pulver eine Kombination des Titanoxidpulvers
mit Aluminiumoxid. Dieses Pulvergemisch wird
in einer Menge von 2 Gew.-%, bezogen auf das magnetische
Pulver, zugesetzt.
g | |
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 µm.
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 Teilchendurchmesser
von 0,4 µm stark anzusteigen beginnt.
Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit
der Wiedergabedauer (Standbildcharakteristik) von dem Verhältnis
des feinen Titanoxidpulvers mit einem Teilchendurchmesser
von 0,4 µm zum magnetischen Pulver. Die Wiedergabedauer
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.
Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei
man jedoch ein Borcarbidpulver, ein Siliciumcarbidpulver,
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 wurden
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 8 g 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 µm in Kombination mit 8 g des Chromoxidpulvers.
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 Magnetband
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.
Man arbeitet nach dem Verfahren des Beispiels 1, wobei
man jedoch γ-Fe₂O₃-Pulver, Fe₃O₄-Pulver, Fe₃O₄-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 Teilchendurchmesser
von mindestens 0,4 µm. Bei Verwendung eines
solchen Titanoxidpulvers 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.
Claims (2)
1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem Substrat und
einer magnetischen Beschichtung, welche ein Magnetpulver und mindestens
ein nicht-magnetisches, hartes Pulver enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht ein feines
Titanoxidpulver mit einem Teilchendurchmesser von mindestens
0,4 µm und mindestens ein anderes feines, hartes, nicht-magnetisches
Pulver, ausgewählt aus Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliciumoxid,
Ceroxid, Berylliumoxid, Borcarbid, Siliciumcarbid und Zirkon,
enthält, wobei das feine Titanoxidpulver in einer Menge von
bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf das magnetische Pulver, vorliegt
und der Gesamtgehalt der harten, nicht-magnetischen Pulver, bezogen
auf das magnetische Pulver, im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%
liegt.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das feine Titanoxidpulver einen Teilchendurchmesser
von 0,4 bis 2 µm aufweist.
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