DE3128004C2

DE3128004C2 -

Info

Publication number: DE3128004C2
Application number: DE3128004A
Authority: DE
Inventors: Norifumi Kajimoto; Yoshio Kawakami; Kinji Tokio/Tokyo Jp Sasaki
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1992-06-11
Also published as: JPS5724027A; DE3128004A1; NL8103216A; GB2080319A; US4423452A

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.

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.

Beispiel 1

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.

Beispiel 2

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.

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 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.

Beispiel 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

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.