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Magnetisches Aufzeichnungsmedium
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Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und insbesondere
ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer ausgezeichneten Abriebsfestigkeit
der magnetischen Schicht bei Reibungsbeanspruchung durch den Magnetkopf, so daß
die Minderung des Wiedergabe-Ausgangssignals aufgrund einer Betriebsweise mit wiederholtem
Lauf reduziert ist.
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Zur Verbesserung des Wiedergabe-Ausgangssignals bei Betriebsweisen
mit wiederholtem Lauf, z.B. bei Wiedergabe eines stillstehenden Bildes in Videobandgeräten,
ist es erforderlich, eine Abnutzung der magnetischen Schicht aufgrund von Reibung
durch den Magnetkopf zu verhindern.
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Bei einem herkömmlichen System zur Wiedergabe von stehenden Bildern
verwendet man während der Stehbildwiedergabe zwei Magnetköpfe. Diese sind mit einem
Abstand von 1800
auf einer rotierenden Trommel angeordnet, und die
Trommel wird mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Das Band ist in Form einer kreisförmigen
Schleife um die Trommel geführt.
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Die Abtastung wird mit dieser Anordnung durchgeführt.
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Wenn bei diesem System die Abriebsfestigkeit des Bandes nicht befriedigend
ist, so wird die Oberfläche des Bandes allmählich abgeschabt, und man beobachtet
eine Verringerung des Wiedergabe-Ausgangssignals.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, ein hartes, nichtmagnetisches Pulver,
z.B. Aluminiumoxid oder Chromoxid, der magnetischen Beschichtung des Magnetbandes
einzuverleiben, um die Abriebfestigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise wurde die Abriebfestigkeit
des Magnetbandes verbessert, Jedoch kommt es nachteiligerweise zu einer Abnutzung
des Magnetkopfes des Bandgerätes. Es ist daher erwünscht, die Abnutzung des Kopfes
des Magnetbandgeräts zu verringern und dennoch das Wiedergabe-Ausgangs signal auch
bei Betriebsweisen mit wiederholter Beanspruchung des Magnetbandes zu verbessern.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein magnetisches Auizeichnungsmedium
zu schaffen, welches bei einer Betriebsweise mit wiederholtem Lauf zu verbesserten
Wiedergabe-Ausgangssignalen führt und dennoch zu einer minimalen Abnutzung des Kopfes
des Widergabegerätes führt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgema#ß durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
gelöst, welches ein Substrat aufweist, das mit einer magnetischen Beschichtung versehen
ist, welche ein magnetisches Pulver umfaßt sowie mindestens eines der folgenden
feinkörnigen, harten, nichtmagnetischen Pulver: SiC, TiO2 und S102 mit einer Moh"s
Härte von mind#stens 6 und einem wahren spezifischen Gewicht von bis zu 4,2 sowie
zusätzlich mindestens eines der feinteiligen,
harten, nichtmagnetischen
Pulver ZrO2, CeO2 und a-Fe203 mit einer Moh's Härte von mindestens 6 und einem wahren
spezifischen Gewicht von mindestens 5,0.
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Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Hochfrequenz-Wiedergabe-Ausgangssignale
(dB) von dem Verhältnis der Gesamtmenge der harten, nichtmagnetischen Pulver zu
dem magnetischen Pulver (Gew.#); Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit
der Wiedergabe-Ausgangssignale nach einem 100 Mal wiederholten Lauf (dB) von dem
Verhältnis von SiC zu Zr02 bei einem harten, nichtmagnetischen Pulvergemischt vom
Typ SiC-Zr02; und Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des
Wiedergabe-Ausgangssignals nach einem 100 Mal wiederholten Lauf (dB) von dem Verhältnis
von SiG zu SiO2 bei einem harten, nichtmagnetischen Pulvergemisch vom Typ SiC-SiO2
mit dem gleichen wahren spezifischen Gewicht.
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Die aufgabengemäßen Erfordernisse stehen im Gegensatz zueinander und
es ist schwierig, dieselben mit einem einzigen harten, nichtmagnetischen Pulver
zu erfüllen. Aus diesem-Grund werden verschiedene harte, nichtmagnetische Pulver
kombiniert, und hierdurch wird ein synergistischer Effekt erzielt. Es wurden verschiedenste
Untersuchungen mit verschiedensten, harten, nichtmagnetischen Pulvern durchgeführt.
Es wurde festgestellt, daß günstige Ergebnisse erzielt werden, wenn man verschiedene,
harte, nichtmagnetische Pulver mit einer Härte oberhalb eines bestimmen Werts und
mit unterschiedlichen wahren spezifischen Gewichten verwendet. Hierdurch erzielt
man eine effektive Verstärkung der Oberfläche und der inneren Bereiche der beschichteten
Magnetschicht bei einem herabgesetzten Gesamtgehalt des harten, nichtmagnetischen
Pulvers
und die Abnutzung des Magnetkopfes wird auf ein Minimum
herabgesetzt.
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Erfindungsgemäß wird mindestens eines der folgenden harten, nichtmagnetischen
Pulver verwendet: SiC, Ti02 und Si02, welche eine Moh's Härte von mindestens 6 und
ein wahres spezifisches Gewicht von bis zu 4,2 aufweisen. Ferner wird erfindungsgem§ß
mindestens eines der folgenden harten, nichtmagnetischen Pulver verwendet: Zur02,
CeO2 und a-Fe203, welche eine Moh's Härte von mindestens 6 und ein wahres spezifisches
Gewicht von mindestens 5,0 aufweist. Bei der Kombination von zwei Arten von harten,
nichtmagnetischen Pulvern mit unterschiedlichem, wahrem spezifischem Gewicht erzielt
man spezielle Charakteristika hinsichtlich der Bandabriebfestigkeit und hinsichtlich
der Kopfabriebfestigkeit. Diese Effekte sind wesentlich verschieden von dem Falle
eines einzigen, harten, nichtmagnetischen Pulvers, obgleich doth beide erfindungsgemäß
eingesetzten Pulver eine Moh's Härte von mindestens 6 aufweisen. Das beobachtete
Phänomen beruht auf einer unterschiedlichen Verteilung der beiden Pulverarten in
der magnetischen Beschichtung.
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Erfindungsgemäß kann der Gesamtgehalt des harten, nichtmagnetischen
Pulvers im Vergleich zu herkömmlichen Bändern herabgesetzt werden. Dies trägt zur
Verringerung des Abriebs des Magnetkopfes bei. Wenn der Gesamtgehalt der harte ten,
nichtmagnetischen Pulver zu hoch ist, so sind die elektromagnetischen Charakteristika
ungünstig, da die nichtmagnetischen Eigenschaften zu stark in den Vordergrund treten.
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Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Hochfrequenzwiedergabe-Ausgangssignals
von dem Verhältnis der Gesamtmenge der harten, nichtmagnetischen Pulver
zum
Magnetpulver. Man beobachtet, daß das Verhältnis der harten, nichtmagnetischen Pulver
zu dem Magnetpulver vorzugsweise bis zu 20 Ges.$, bezogen auf das Magnetpulver,
beträgt. Die Kurve gemäß Fig. 1 wurde mit einem Gemisch von Sir und Zr02-Pulvern
aufgenommen. Die gleiche Tendenz wird Jedoch auch im Falle anderer Kombinationen
von harten, nichtmagnetischen Pulvern beobachtet.
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Wenn der Teilchendurchmesser des harten, nichtmagnetischen Pulvers
größer ist, so wird die Abriebfestigkeit der magnetischen Beschihtung verbessert,
es kommt Jedoch zu ei--ner erhöhten Abnutzung des Magnetkopfes. Wenn der Teilchendurchmesser
des harten, nichtmagnetischen Pulvers zu klein ist, so wird die Abriebfestigkeit
der magnetischen Beschichtung herabgesetzt, während bei einem zu großen Teilchendurchmesser
die elektromagnetischen Charakteristika schlecht sind. Aus diesem Grunde liegt der
Teilchendurchmesser der harten, nichtmagnetischen Pulver vorzugsweise im Bereich
von 0,1 bis 2,0/um.
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Im folgenden soll der Einfluß des Verhältnisses der beiden Arten der
harten, nichtmagnetischen Pulver auf das Wiedergabe-Ausgangssignal nach einer Betriebsweise
mit wiederholtem Lauf untersucht werden. Die entsprechenden Kurven sind in den Fig.
2 und 3 dargestellt. Man erhält im Falle des erfindungsgemäßen Magnetbandes eine
Kurve gemäß Fig.2.
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Diese Kurve weist ein ausgeprägtes Maximum auf. Auf der Ordinate ist
das Wiedergabe-Ausgangssignal nach einer Betriebsweise mit wiederholtem Lauf aufgetragen,
und auf der Abszisse ist das Verhältnis der harten, nichtmagnetischen Pulver aufgetragen.
Das Maximum unterliegt einer geringfügigen Verschiebung, in Abhängigkeit von den
Arten der harten, nichtmagnetischen Pulver. Das optimale Verhältnis der harten,
nichtmagnetischen Pulver wird derart festgelegt, daß man ein ausgewogenes Verhältnis
der Abriebfestigkeit
des Magnetbandes einerseits und des Abnutzungszustandes
des Magnetkopfes andererseits, welcher gesondert gemessen wird, erhält.
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Die verwendeten magnetischen Pulver, die Bindemittel und die Substrate
sind in einer Vielzahl anderer Patentschriften und Patentanmeldungen der Anmelderin
beschrieben.
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Details dieser Beschreibungen werden daher nicht wiederholt.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
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Beisltiel 1 Es wird eine Magnetpulverbeschichtungsmasse mit der folgenden
Zusammensetzung hergestellt. g Magnetpulver (Eisenoxid mit adsorbiertem Co) 400
Nitrocellulose 30 Harz vom Polyvinylchlorid-Typ 15 Urethan-Elastomeres 40 Kohlenstoff
20 Der magnetischen Beschichtungsmasse werden ein SiC-Pulver und ein Zr02-Pulver
einverleibt, und zwar in verschiedenen Mengenverhältnissen. Sodann gibt man ein
Vernetzungsmittel vom Isocyanat-Typ hinzu, und die erhaltene Mischung wird auf eine
Polyesterfolie aufgetragen. Man erhält dabei eine Beschichtung mit einer Dicke von
etwa 5/um. Die erhaltenen Magnetbänder werden nun einem Test mit einem wiederholten
Lauf (Standbild) unterworfen und der Pegel des Wiedergabe-Ausgangssignals des Magnetbandes
wird gemessen. Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Wiedergabe-Ausgangssignals
nach einem 100 Mal wiederholten Lauf von dem Verhältnis von SiC zu Zu02. Die Kurve
A zeigt die Ergebnisse der Proben mit einem Verhältnis der Gesamtmenge von SiC-und
Zr02-Pulver zum Magnetpulver von 5 Gew.%.
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Die Kurve B zeigt die Ergebnisse einer Probe, bei der dieses Verhältnis
2 Gew.% beträgt. Bei den Kurven A und B erhält man einen Spitzenwert in der Nähe
des Verhältnisses von SiC-Pulver zu Zr02-Pulver von 50:50. Man erkennt aus der graphischen
Darstellung, daß das gewünschte Wiedergabe-Ausgangssignal nach einem wiederholten
Lauf sowie die gewünschte Abriebfestigkeit des Magnetbandes erhalten werden, wenn
man SiC-Pulver und Zr02-Pulver in zweckentsprechender Weise mischt (100/0 bis 0/100).
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Zum Vergleich wurden ein SiC-Pulver und ein SiO2-Pulver vermischt.
Diese haben ein ähnliches wahres spezifisches Gewicht. Mit den erhaltenen Magnetbändern
wurden die gleichen Tests durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 gezeigt. Die
Kurve A zeigt die Ergebnisse der Proben bei einem Verhältnis der Gesamtmenge von
SiC- und Si02-Pulver zum Magnetpulver von 5 Gew.% und Kurve B zeigt die Ergebnisse
bei einem Verhältnis von 2 Gew.%. Man erkennt aus der graphischen Darstellung, daß
die gleichen Ergebnis wie bei Verwendung nur einer einzigen Pulverart, nämlich SiC-Pulver
oder Si02-Pulver, vorliegen. Es kann somit festgestellt werden, daß es wichtig ist,
verschiedene, harte, nichtmagnetische Pulver mit verschiedenem wahrem spezifischem
Gewicht von einerseits z.B. mehr als 5,0 und andererseits z.B. weniger als 4,2 zu
kombinieren.
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Ferner wurde die Abnutzung des Magnetkopfes durch Reibungsbeanspruchung
mit dem Magnetband, welches die Kombination von SiC-Pulver und Zr02-Pulver enthält,
getestet. Es wurde festgestellt, daß die Abnutzung des Magnetkopfes auf etwa die
Hälfte herabgesetzt ist, und zwar im Falle der Verwendung einer Probe mit 5 Gew.%
der Gesamtmenge von SiC-und Zr02-Pulver bei einem Verhältnis der beiden Pulver von
50:50 (Gewichtsverhältnis), und zwar im Vergleich zu einem Magnetband, welches ausschließlich
Al203-Pulver in einer Menge von 5 Ges.% enthält,
B e i s n i e
l 2 Es werden nun die Wirkungen der Kombinationen von anderen harten, nichtmagnetischen
Pulvern untersucht. Diese Pulver sind verschieden von SiC-Pulver und Zr02-Pulver,
welche bei Beispiel 1 eingesetzt wurden. Es werden die gleichen Tests wie bei Beispiel
1 durchgeführt. Es werden verschiedene Kombinationen von Ti02-Pulver oder SiO2-Pulver
(welche hinsichtlich der Eigenschaften mit SiC-Pulver vergleichbar sind) einerseits
und Ce02-Pulver oder a-Fe203-Pulver (welche hinsichtlich der Eigenschaften mit ZrO2-Pulver
vergleichbar sind) eingesetzt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle
zusammengestellt. Die Gesamtmenge des harten, nichtmagnetischen Pulvers beträgt
2 Gew.%, bezogen auf das Magnetpulver.
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Tabelle
| erhältnis 100/0 75/25 50/50 25/75 0/100 |
| Arten |
| SiC/Ce02 -2,5 -1,8 -1, 6 -3,1 -5,5 |
| SiC/a-Fe203 -2,5 -2,0 -1,7 -3,0 -6,0 |
| Ti02/ZrO2 -5,0 -4,0 -3,3 -4,1 -5,0 |
| TiO2/CeO2 -5,0 -4,1 -3,5 -4,4 -5,5 |
| Ti02/a-Fe203 -5,0 -4,1 °3 s 5 -4,5 -6,0 |
| Si02/ZrO2 -4,0 -2,9 -2,0 -3,5 -5,0 |
| SiO2/Ce02 -4,0 -3,0 -2,2 -3,8 -5,5 |
| SiO2/a-Fe203 -4,0 -3,2 -2,6 -4,0 -6, O |
Man erkennt aus der Tabelle, daß man hohe Wiedergabe-Ausgangssignale bei Kombinationen
der harten, nichtmagnetischen Pulver erzielt, und zwar im Gegensatz zur Verwendung
nur einer einzigen Art eines harten, nichtmagnetischen Pulvers.
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Beispiel 3 Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt, wobei jedoch
Polyester anstelle von Polyvinylchloridharz in der magnetischen Beschichtungsmasse
verwendet wird. Die Wiedergabe-Ausgangspegel des Magnetbandes nach einem 100fach
wiederholten Lauf wurden gemessen. Sie sind identisch mit denJenigen der Fig. 2.
Weiterhin wurde das Verfahren des Beispiels 1 mit einer magnetischen Beschichtung
wiederholt, welche keine Nitrocellulose enthält. Die erhaltenen Bänder wurden wiederum
in gleicher Weise getestet. Die Ergebnisse sind mit denJenigen des Beispiels 1 identisch.
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Ferner wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt unter Eliminierung
des Vernetzungsmittels vom Isocyanat-Typ. Dabei wurden Magnetbänder mit thermoplastischen
Bindemitteln erhalten. Diese wurden wiederum in gleicher Weise getestet. Die Wiedergabe-Ausgangssignale
sind geringfügig verschlechtert. Die Tendenz ist jedoch die gleiche wie in Fig.
2.
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Weiterhin wurde das Verfahren des Beispiels 1 mit verschiedensten,
herkömmlichen, thermoplastischen Harzen, wärmehärtbaren Harzen, reaktiven Harzen
oder Mischungen derselben wiederholt und das Jeweils erhaltene Magnetband wurde
getestet. Die Wiedergabe-Ausgangspegel nach einem 100fach wiederholten Lauf waren
nur geringfügig unterschiedlich und es ergab sich Jeweils das gleiche Bild wie in
Fig. 2.
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Man kann somit schließen, daß die erfindungsgemäßen Effekte durch
die Art des Bindemittels und durch die Art der Zusätze im wesentlichen nicht beeinflußt
werden.
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B e i s p i e l 4 Es wird nach dem Verfahren des Beispiels 1 gearbeitet,
wobei man Jedoch y-Fe203-Pulver, Fe304-Pulver, Fe304-Pulver mit adsorbiertem Co
oder ein magnetisches Legierungspulver oder ein Gemisch derselben anstelle des Eisenoxidpulvers
mit adsorbiertem Co verwendet. Es wird Jeweils ein Magnetband hergestellt und die
Wiedergabe-Ausgangspegel werden gemessen. Die Ergebnisse sind die gleichen wie bei
Fig. 2.
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Erfindungsgemäß wird somit die Abriebfestigkeit der magnetischen Beschichtung
wesentlich verbessert und eine Minderung der Wiedergabe-Ausgangspegel wird verhindert,
und zwar auch bei Betriebsweisen mit wiederholtem Lauf, z.B. bei Stehbildwiedergabe.
Ferner wird die Abnutzung des Magnetkopfes auf ein Minimum herabgesetzt. Dies gelingt
durch die Verringerung des Gesamtgehaltes des harten, nichtmagnetischen Pulvers.
Dies ist möglich aufgrund einer Kombination von verschiedenen, harten, nichtmagne
tischen Pulvern mit unterschiedlichem, wahrem, spezifischem Gewicht und hoher Härte.
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