DE3226937A1

DE3226937A1 - Magnetaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3226937A1
Application number: DE19823226937
Authority: DE
Inventors: Kunio Izumi Miyagi Kobayashi; Isao Tagajyo Miyagi Kubota; Toshimi Shiogama Miyagi Miyao
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-07-21
Filing date: 1982-07-19
Publication date: 1983-02-10
Also published as: JPS5817539A; NL8202947A; NL190172B; FR2510291B1; DE3226937C2; JPH036575B2; GB2101911B; CA1179058A; US4506000A; GB2101911A; NL190172C; FR2510291A1

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetaufzeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer Magnetschicht.

Herkömmliche Magnetaufzeichnungsmedien wie beispielsweise Metallband, bei dem ein nicht-magnetisches Substrat mit einer Mischung aus ferromagnetisehen Metallpulvern, deren spezifische Oberflächenverteilung ca. 30 m²/g beträgt, und einem Binder beschichtet ist, haben eine hohe Koerzitivkraft und eine große Restmagnetflußdichte, so daß außer einem starken Wiedergabesignal über das gesamte Frequenzband hinweg ein unerwünscht hoher Rauschpegel der Vormagnetisierung auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues besseres Magnetaufzeichnungsmedium der genannten Art zu schaffen, mit dessen Verwendung das Vormagnetisierungsrauschen reduziert werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

0 Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, auf dem nichtmagnetischen Substrat eine vorwiegend aus Metallpulver und Binder bestehende untere Magnetschicht und auf dieser unteren Schicht eine ähnlich zusammengesetzte obere Magnetschicht aufzutragen und innerhalb jeder dieser beiden tibereinandergelegten Magnetschichten folgende Werte einzuhalten: Spezifische Oberflächenverteilung des in der betreffenden Magnetschicht enthaltenen ferromagnetische!! Metallpulvers

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20 bis 40 m²/g für die untere Schicht und 40 bis 150 m²/g für die obere Magnetschicht,

Koerzitivkraft 800 bis 1500 Oe in der unteren Magnetschicht und 1000 bis 2500 Oe in der oberen Magnetschicht, Restmagnetflußdichte 3000 bis 5000 Gauß in der unteren Schicht

und 2000 bis 3000 Gauß in der oberen Magnetschicht, und

Schichtdicke der unteren Magnetschicht größer, als 2μΐη und der oberen Magnetschicht 0,1 bis 2,0μΐη.

Die Werte der spezif. Oberflächenverteilung des Metalpulvers in den einzelnen Schichten werden vorzugsweise nach dem BET-Adsorptionsverfahren ermittelt.

Zwischen den Werten für die Koerzitivkraft H . (untere Magnetschicht) und H ₉ (obere Magnetschicht) gilt vorzugsweise

die Beziehung H . = H-.

Mit einem wie vorstehend angegeben hergestellten erfindungsgemäßen Doppelschicht-Magnetaufzeichnungsmedium ist bei niedrigem Vormagnetisierungs-Rauschpegel in der Wiedergabe ein starkes Ausgangssignal über den gesamten Frequenzbereich erzielbar. Das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium ist allen herkömmlichen Einschicht-Magnetaufzeichnungsmedien, auch Metall-Magnetbändern u. dgl. überlegen.

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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten Werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines herkömmlichen MagnetaufZeichnungsmediums,.

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels

eines erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums> Fig. 3 eine Tabelle mit den Merkmalen und Eigenschaften diverser Einschicht-Magnetaufzeichnungsmedieh, Fig. 4 eine Tabelle mit den Merkmalen und Eigenschaften diverser Beispiele erfindungsgemäßer Doppelschicht-Magnetaufzeichnungsmedien/ und
Fig. 5 und 6 Tabellen zu den Eigenschaften erfindungsgemäßer

Doppelschicht-Magnetaufzeichnungsmedien_f wenn die obere Schicht (Fig. 5) oder die untere Schicht (Fig.6)

unterschiedlich dick ausgebildet ist.

Nach Durchführung zahlreicher Versuche und Studien sind die Erfinder zu der Erkenntnis gelangt, daß durch Anordnung ferromagnetischer Magnetpulver (incl. Legierungen) mit einer hohen spezifischen Oberflächenverteilung im Oberflächenbereich des Aufzeichnungsmediums der Vormagnetisierungs-Rauschpegel geringer wird, und daß ferner durch eine Anordnung ferromagnetischer Magnetpulver (incl. Legierungen) mit einer geringen spezifischen Oberflächenverteilung im inneren Bereich der Magnetschicht, d.h. in einer unterhalb der Mitte in Richtung der Dicke des Mediums liegenden unteren Schicht, ein über das gesamte Frequenzband hinweg starkes Wiedergabesignal erzieibar ist*

Als Ergebnis dieser Erkenntnisse besitzt das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium eine magnetische Doppelschicht, und in jeder seiner beiden Schichten sind ganz bestimmte Oberflächenverteilungsdichten, Koerzitivkräfte H , Restmagnetflußdichten Br und Schichtdicke-Werte eingehalten worden, um als Ziel der

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Erfindung bei hohem Wiedergabesignalpegel einen niedrigen Vormagnetisierungs-Rauschpegel zu erzielen.

Nachstehend werden mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums erläutert.

Beispiel 1

Kristallines ferromagnetisches Eisenpulver mit einer spezifischen Oberflächenverteilung von 3G m²/g und einer Koerzitivkraft von 1300 Oe 300 Gew.-Teile

Thermoplastisches Polyurethan

(Estane 5702 von Fa. B.F. Goodrich Co.) 25 Gew.-Teile

Viny!chlorid-Vinylacetat-Vinylalcohol-

Copolymer (VAGH von Fa. U.C.C. Co.) 25 Gew.-Teile

Oleinsäure 6 Gew.-Teile

Methyl-Äthy!-Keton 440 Gew.-Teile

Cyclohexanon 440 Gew.-Teile

Nachdem diese Bestandteile in eine Kugelmühle gegeben und einer 24 Stdn. dauernden Dispersionsdurchmischung unterzogen worden sind, werden 20 Gew.-Teile der Polyisocianat-Verbindung Dismodur L-75 der Fa. Bayer AG. zugesetzt und die Mischung im Verlauf einer zweistündigen gut verteilenden Dispersionsdurchmischung zu einem nachstehend mit "A" bezeichneten magnetischen Schichtauftrag verarbeitet.

Beispiel 2

Bei sonst gleichen Bestandteilen und Verarbeitungsschritten wie bei Beispiel 1 wird - davon abweichend - ferromagnetisches Metallpulver mit einer spezifischen Oberflächenverteilung von 40 m²/g und einer Koerzitivkraft von 1300 Oe verwendet. Das ergibt einen magnetischen Schichtauftrag B.

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Beisplel 3

Bei sonst gleichen Bestandteilen und Verarbeitungsschritten wie bei Beispiel 1 werden - davon abweichend - ferromagnetische Metallpulver mit einer spez. Oberflächeriverteilung von 60 m^z/g sowie Koerzitivkraft-Werten von 1300 Oe, 1600Oe und 2100 Oe verwendet· Das ergibt jeweils einen magnetischen Schichtauftrag C, D bzw. E.

Beispiel 4

Bei sonst gleichen Bestandteilen und Verarbeitungsschritten wie bei Beispiel 1 werden - davon abweichend - ferromagnetische Metallpulver mit einer spez. Oberflächenverteilung von 90 iti²/g sowie Koerzitivkraft-Werten von 1300 Oe, 1600 Oe und 2100 Oe verwendet. Das ergibt jeweils einen magnetischen Schichtauftrag F, G bzw. H.

Beispiel 5

Kristallines ferromagnetisches Eisenpulver mit einer spezif. Oberflächenverteilunq von 30 m²/g und einer Koerzitivkraft von 1300 Oe 300 Gew.-Teile

Thermoplastisches Polyurethan 15 Gew.-Teile

Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-

Copolymer ....... 15 Gew.-Teile

Oleinsäure 6 Gew.-Teile

Methyl-Äthyl-Keton 250 Gew.-Teile

Cyclohexanon ....*.. 250 Gew.-Teile

Diese Bestandteile werden vereinigt und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet. Das ergibt einen magnetischen Schichtauftraq I

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Beispiel 6

Kristallines ferromagnetisches Eisenpulver mit einer spez. Oberflächenverteilung von 30 m²/g und einer Koerzitivkraft von 1300 Oe 300 Gew.-Teile

Thermoplastisches Polyurethan 10 Gew.-Teile

Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-

Copolymer 10 Gew.-Teile

Oleinsäure ,..-.... 6 Gew.-Teile

Methyl-Äthyl-Keton 240 Gew.-Teile

Cyclohexanon 240 Gew.-Teile

Diese Bestandteile werden vereinigt und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 verarbeitet. Das ergibt einen magnetischen Schichtauftrag J.

Zur Gewinnung der vorstehend angegebenen ferromagnetischen Metallpulver können zum Beispiel Ot-FeOOH (Goethit-) Pulver mit unterschiedlichen Kristallverhältnissen und Korngrößen einer Dehydrierung und anschließender Reduktion in einer Wasserstoff atmosphäre unterzogen werden. Da die so gewonnenen Metallpulver die Formen und Korngrößen ihrer Ausgangsmaterialien behalten, müssen die Ausgangsmaterialien entsprechend ausgewählt werden. Falls erwünscht, können ohne weiteres noch andere Metalle wie Co, Ni u.dgl. zugesetzt werden.

Die Einhaltung der in den vorstehenden Beispielen genannten spezif, Oberflächenverteiiungswerte der ferromagnetischen Metallpulver kann z.B. mit Hilfe der BET-Adsorptionsmethode gemessen werden.

In der nachstehenden Tabelle sind bestimmte Eigenschaften

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der magnetischen Schichtaufträge Ä bis J zusammengestellt> in der mit P/B bezeichneten Spalte ist das Gewichtsverhältnis zwischen Metallpulver P und Binder B angegeben:

Magnetischer	Koerzitivkraft	Spezifische	P/B	Restmagnet
Schichtauftrag	H_c des Metall	Oberflächenver		flußdichte
	pulvers LOeJ	teilung CmVgJ	6	Br LGäußj
A	1300	30	6	3400
B	1300	40	6	2700
C	1300	60	6	2400
D	1600	60	6	2400
E	2100	60	6	2400
F	1300	90	6	2000
G	1600	90	6	2000
H	2100	90	10	2000
I	1300	30	15	4000
J	1300	30	4800

Zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums 3 gemäß Fig. 1, das auch eine dem Stand der Technik entsprechende Ausführung sein kann, wird auf ein beispielsweise als 12 um dicker Polyäthylen-Terephthalat-Film ausgebildetes nicht-magnetisches Substrat 1 eine der oben angegebenen magnetischen Schichtäuftrag-Arten A bis J aufgetragen, in einem Magnetfeld ausgerichtet bzw. orientiert, getrocknet und dann mittels Hochkalandrierung zu einer Einfachmagnetschicht 2 auf dem Substrat formiert.

Zur Herstellung des in Fig. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels wird zuerst auf dem nicht-magnetischen Substrat 1 durch Aufbringen und Verarbeiten nach vorstehender Erläuterung einer der magnetischen Schichtauftrag-Arten A bis J eine erste Magnetschicht 4 formiert und ausgehärtet. Dann wird in einem ähnlichen Prozeß auf diese erste Magnetschicht

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4 ein unterschiedlicher magnetischer Schichtauftrag aufgebracht, und in eine zweite Magnetschicht 5 verwandelt. Das Ergebnis ist ein erfindungsgemäßes Doppelmagnetschicht-Aufzeichnungsmedium.

In einer Versuchsreihe wurden als magnetische Eigenschaften die Restmagnetflußdichte Br in Gauß unter einem externen Magnetfeld von 6000 Oe und die Koerzitivkraft in Oe (= Oerstedt) unter einem externen Magnetfeld von 6000 Oe, ferner der maximale Ausgangssignalpegel bei Wiedergabe in dB, der Rauschpegel der Vormagnetisierung in dB u.dgl. gemessen.

An dieser Versuchsreihe waren 22 Ausführungsbeispiele von Magnetaufzeichnungsmedien 3 mit Einfachmagnetschicht 2 (Ergebnisse in der Tabelle von Fig. 3) und 28 Ausführungsbeispiele von Magnetaufzeichnungsmedien 6 mit Doppelmagnetschicht 4+5 (Ergebnisse in den Tabellen von Fig. 4, 5 und 6) beteiligt. Die Beispiele 18 bis 22 in Fig. 5 haben jeweils eine obere Magnetschicht 5 mit unterschiedlicher Dicke t», und die Beispiele 23 bis 28 in Fig. 6 statt dessen eine untere Magnetschicht 4 mit unterschiedlicher Dicke t₁. Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen wurde das Magnetaufzeichnungsmedium in Form eines für Tonwiedergabezwecke vorgesehenen Magnetbands von 1/8 Zoll Breite vorbereitet.

. Bei allen Versuchen wurde der maximale Ausgangssignalpegel bei 315 Hz und bei 10 kHz gemessen. Die 315 Hz-Werte entsprechen einem 315 Hz^AufZeichnungssignal mit 3% Verzerrung in der dritten Harmonischen, das mit einem im Sättigungsbereich veränderten Eingangspegel aufgezeichnet wurde. Der 10 kHz-Wert gilt für maximale Sättigung am Ausgang. Der Rauschpegel der Vormagnetisierung wurde während der Betriebsart Aufzeichnung unter Einspeisung eines Standard-Vormagnetisierungsstroms ohne Signaleingang über ein IEC-A-Rauschfilter am Wiedergabeausgang gemessen.

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Alle Messungen erfolgten bei einer Bandgeschwindigkeit von 4,8 cm/s. Die Ausgangssignalwerte für 315 Hz und 10 kHz und Rauschpegelwerte sind Relativwerte in dB und auf das Einfachschicht-Beispiel 5 in Tabelle Fig. 3 als Bezugswert (O dB) bezogen.

Aus den Tabellen in Fig. 3 bis 6 ist ersichtlich, daß insbesondere diejenigen Ausführungen des erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums 6 mit Doppelmagnetschicht» bei denen die spezif. Oberflächenverteilungswerte in der oberen Magnetschicht 5 größer als in der unteren Magnetschicht 4 gewählt sind, im Vergleich zu dem Magnetaufzeichnungsmedium 3 mit einfacher Magnetschicht einen niedrigen Vormagnetlsierungs-Rauschpegel haben und daneben einen hohen Wiedergabe-Ausgangspegel über den gesamten Frequenzbereich, durchgehend von den tiefen bis zu hohen

15 Frequenzen, liefern.

Bei der Realisierung des Erfindungsgedankens sollen folgende Werte bzw. Wertebereiche eingehalten werdeni Spezif. Oberflächenverteilung des ferromagnetischen Metallpulvers in der unteren Magnetschicht 4 vorzugsweise im Bereich von 20 bis 40 m²/g, um ein möglichfet großes Wiedergabesignal im unteren Frequenzbereich zu erzielen.

Spezif. Oberflächenverteilung des ferromagnetischen Metallpulvers in der oberen Magnetschicht 5 vorzugsweise im Bereich von 40 bis 150 m²/g, um das Vormagnetisierungsrauschen möglichst klein zu halten.

Dicke t₁ der unteren Magnetschicht 4 vorzugsweise nicht kleiner als 2,0 μΐη, weil darunter die Wiedergabe der unteren Frequenzen unterdrückt wird, aber nicht größer als 6,0 um, um nicht die unteren Frequenzen bei der Wiedergabe zu bevorzugen. Dicke t der oberen Magnetschicht 5 vorzugsweise nicht kleiner als 0,1 um, weil sonst das Vormagnetisierungsrauschen nicht unterdrückt werden kann, aber nicht größer als 2,0 μΐη, um nicht

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die Wiedergabe der unteren Frequenzen zu reduzieren. Bei der unteren Magnetschicht 4 sollten die Werte für die Koerzitivkraft H ₁ in den Bereich von 800 bis 1500 Oe und für die Restmagnetflußdichte B ₁, damit keine Unterdrückung des unteren Frequenzbandes erfolgt, in den Bereich zwischen 3ooo und 5000, vorzugsweise zwischen 3500 und 5000 Gauß geleqt werden.

Bei der oberen Magnetschicht 5 werden vorzugsweise die Werte für

die Koerzitivkraft H

c2

um die oberen Frequenzen nicht zu bevor

zugen, in dem Bereich zwischen 1000 bis 25 00 Oe und dabei wiederum möglichst gleich oder größer als der Wert von H ₁ der Schicht 4 gewählt, und der Wert für die Res
zwischen 2000 und 3000 Gauß liegen.

4 gewählt, und der Wert für die Restmagnetflußdichte B „ soll

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums 6 gemäß Fig. 2 wird, unter Berücksichtigung der Meßergebnisse in den Tabellen von Fig. 4 bis 6, zuerst auf dem nichtmagnetischen Substrat 1 die untere Magnetschicht 4 in einer mehr als 2μπι betragenden Schichtdicke aufgetragen, und auf die fertige Magnetschicht 4 wird anschließend die obere Magnetschicht mit einer zwischen 0,1 μΐη und 2,0 um gewählten Schichtdicke aufgebracht. Dabei werden die Werte für die spezif. Oberflächenverteilung der Metallpulver in den Schichten, für die Koerzitivkraft und die Restmagnetflußdichte in der Magnetschicht 4 und 5 innerhalb der u.a. im vorhergehenden Absatz der Beschreibung und im Patentanspruch 1 angegebenen Werte-Bereiche gewählt und überwacht. Für das Verhältnis der Koerzitivkraft-Werte in den beiden Magnetschichten gilt die Beziehung H₁=H

c1

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE TER M E ER-MÜLLER-STEINMe ISTER Beim Europäischen Patentamt zugelaiiene Vertreter — Professional Repreaentatives betöre the European Patent Office Wandatalres agrees pres l'Ofllcs europeen de* brevets Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl -Ing· H. Steinmeister Dipl.-Ing, F. E. Müller o. , „ _ Triftstrasse A, Siekerwall 7, D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4BOO BIELEFELD Case: S82P192 191 jjuli i982 Mü/Gdt/ma/b SONY CORPORATION 7-35 Kitashinagawa 6-chome/ Shinaqawa-ku* Tokyo, Japan Magnetaufzeichnungsmedium Priorität: 21. Juli 1981, Japan, Ser* No. 113900/1981 PATENTANSPRÜCHE

1. /Magnetaufzeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer Metallpulver enthaltenden Magnetschicht, dadurch gekennzeichnet, daß

- auf dem nicht-magnetischen Substrat (1) eine vorwiegend aus magnetisierbarem Pulver und Binder zusammengesetzte untere Magnetschicht (4) gebildet,

- auf die untere Magnetschicht eine vorwiegend aus einem magnetisierbaren Pulver und Binder zusammengesetzte obere Magnetschicht (5) aufgebracht ist, und

- innerhalb der beiden übereinanderliegenden Magnetschichten jeweils folgende Werte eingehalten sind:

— eine spezifische Oberflächenverteilung des in der betreffenden Schicht enthaltenen ferromagnetischen Metallpulvers von 20 bis 40 m²/g (untere Magnetschicht 4) bzw. 40 bis 150 m²/g (obere Magnetschicht 5),

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— eine Koerzitivkraft H _Λ von 800 bis 1500 Oe (untere

Magnetschicht 4) bzw. H_c2 von 1000 bis 2500 Oe (obere Magnetschicht 5),

— eine Restmagnetflußdichte Br. von 3000 bis 5000 Gauß (untere Magnetschicht 4) bzw. Br₂ von 2000 bis 3000

Gauß (obere Magnetschicht 5), und

— eine Schichtdicke t. von > 2μπι (untere Magnetschicht 4) bzw. t₂ von 0,1 bis 2,0 μΐη (obere Magnetschicht 5),

wobei die spezifische Oberflächenverteilung des Metallpulvers in den einzelnen Magnetschichten nach dem BET-Adsorptionsverfahren ermittelt wurde.

2. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Koerzitivkraft-Werten beider Magnetschichten (4, 5) die Beziehung

^Hc1'' ^Hc2 9ilt.