DE3328016C2

DE3328016C2 - Plattenförmiges magnetisches Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3328016C2
Application number: DE3328016T
Authority: DE
Inventors: Ryoji Chubachi; Yoshihisa Kawamura; Nobuyuku Nihei
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2003-01-11
Also published as: US4788092A; JPH0312374B2; GB2124926A; EP0098307A4; JPS58122623A; WO1983002520A1; DE3328016T1; GB8323733D0; EP0098307B1; GB2124926B; NL8320004A; EP0098307A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein plattenförmiges magnetisches Aufzeichnungsmedium und ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und des Patentanspruches 5.

Bei Magnetplattengeräten tastet ein Magnetkopf eine magnetische Ober fläche konzentrisch in der Umfangsrichtung ab. Wenn die Magnetteilchen entweder in der Längsrichtung oder in der Breitenrichtung orientiert sind, wie bei einem länglichen Magnetband, unterscheidet sich die Wiedergabe leistung in der Orientierungsrichtung von der in einer davon verschiede nen Richtung, was zu Änderungen der Wiedergabeleistung führt. Daher sollten die Magnetteilchen eines plattenförmigen magnetischen Aufzeich nungsmediums, welches für ein Magnetplattengerät verwendet werden soll, statistisch orientiert (nicht-orientiert) oder in der Umfangsrichtung orientiert sein.

Die JP-A-54-159 204 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines mag netischen Aufzeichnungsmediums, bei dem ein stufenweise reduziertes Wechselstrom-Magnetfeld angelegt wird, so daß die ferromagnetischen Teilchen eine statistische Orientierung annehmen.

Die JP-A-48-89 704 beschreibt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem Teilchen mit magneti scher Anisotropie auf einem bandförmigen Substrat kreisförmig orientiert werden und danach Scheiben ausgestanzt werden.

Die JP-A-53-10 100 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines ferro magnetischen Metallpulvers.

Die JP-A-53-70 397 beschreibt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer Restmagnetflußdichte (Br) von 0,04 bis 0,15 T, das mittels einem ferromagnetischen Metallpulver mit einer Koerzitivkraft von 10,3 · 10⁴ A/m oder mehr und einem λs von 80 bis 130 emu/g hergestellt wird.

Die DE-A 28-41 426 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines mag netischen Aufzeichnungsmediums durch Aufbringen einer ein ferro magnetisches Pulver enthaltenden Magnetschicht auf ein Substratmateri al und Behandlung in einem Magnetfeld, wobei die Magnetfeldbehandlung durch eine spezielle Anordnung von Magneten auf der Vorder- und Rück seite des Substrat erfolgt. Diese Druckschrift beschreibt die Orientierung des ferromagnetischen Pulvers in Umfangsrichtung, um die Restmagnet flußdichte in Umfangsrichtung zu erhöhen. Zur Herstellung plattenförmi ger Aufzeichnungsmedien werden hierzu einzelne Platten ausgestanzt und dann einer Orientierungsbehandlung unterzogen. Hierbei ist nur eine ge ringe Produktivität erzielbar.

Bei sogenannten elektronischen Kameras, die derzeit verstärkt entwickelt werden und die zur Aufzeichnung von unbewegten Bildinformationen auf einer Magnetplatte ausgelegt sind, wurde auch versucht, die scharfen An forderungen an die elektromagnetischen Eigenschaften einer Magnet schicht der Magnetplatte zu erreichen, um die Anforderungen an die Auf zeichnung mit hoher Speicherdichte beim Aufzeichnen mit kurzen Wellen längen zu erfüllen. Die bislang üblicherwiese verwendeten Magnetteilchen des Eisenoxidtyps sind jedoch nicht dazu geeignet, diese scharfen Anforderungen zu er füllen.

Demzufolge besteht die Aufgabe der vorliegenden Er findung darin, ein plattenförmiges magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, welches insbesondere die Anforderung zu erfüllen vermag, die für das Auf zeichnen kurzer Wellenlänge mit hoher Speicherdichte erforderlich sind, und welches ein geringes Grund rauschen und eine hohe Wiedergabeleistung besitzt.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch das platten förmige magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß Haupt anspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegen standes.

Das erfindungsgemäß zu verwendende ferromagnetische Pulver kann ein ferromagnetisches Metallpulver oder ein ferromagnetisches Legierungspulver sein. Bei spielsweise kann man als geeignete Pulver nennen Eisenoxyhydroxid oder Eisenoxyhydroxid, welches z. B. Kobalt enthält (als Dotierung oder Umhüllung) oder ein Metall oder eine Legierung, das bzw. die überwiegend aus Eisen besteht, wie nadelförmiges Eisen, welches durch die Reduktion eines Eisenoxids in einer reduzierenden Atmosphäre erhalten werden kann. Erfindungsgemäß besitzen solche Magentpulver eine Koerzitivkraft von etwa 79,58 · 10³ A/m oder mehr und eine nach der BET-Methode bestimmte spezifische Oberfläche von etwa 25 bis 70 m²/g. Wenn die Koerzitivkraft des zu verwendenden Magentpulvers kleiner ist, können verschiedene Leistungsbereiche, die für das Aufzeichnen mit kurzen Wellenlängen bei hoher Speicherdichte notwendig sind, nicht erreicht werden. Selbst wenn die Koerzitivkraft 79,58 · 10³ A/m oder mehr beträgt, besitzen die Magnetpulver der Co-γ- Fe₂O₃-Reihe unzureichende magnetische Eigenschaften, so daß sie aufgrund ihrer geringen Restmagnetfluß dichte (Br) für nicht-orientierte Platten für elek tronische Kameras oder dergleichen, die scharfe, klare Bilder ermöglichen sollen, nicht geeignet sind. Demzu folge besitzt das erfindungsgemäße magnetische Plattenaufzeichnungsmedium einen Br- Wert in der Umfangsrichtung von 0,15 T oder mehr. Wenn die nach der BET-Methode bestimmte spezifische Oberfläche des verwendeten Magnetpulvers größer ist, nimmt der Rauschpegel oder das Grund rauschen ab, was jedoch wegen einer entsprechenden Abnahme der Dispergierbarkeit, welche zu Schwierig keiten bei der magnetischen Behandlung zur statis tischen Orientierung führt, nicht bevorzugt ist, da in dieser Weise eine Ver minderung des Br-Wertes verursacht wird, was eine Verminderung der HF-Ausgangsleistung oder eine Ver schlechterung des Träger/Rausch-Verhältnisses mit sich bringt. Wenn die nach der BET-Methode bestimmte spezifische Oberfläche zu groß ist, ergibt sich eine unerwünschte Steigerung des Rauschpegels.

Das Bindemittel, in dem die oben beschriebenen Magnet pulver dispergiert werden, kann irgendeines sein, welches üblicherweise für magnetische Aufzeichnungs medien verwendet wird, so daß die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Bindemittel beschränkt ist. Bindemittel dieser Art sind beispielsweise Vinylchlorid/Vinyl acetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinyl alkohol-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Malein säure-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid- Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Acryl ester/Acrylnitril-Copolymere, Acrylester/Vinyliden chlorid-Copolymere, Methacrylester/Vinylidenchlorid- Copolymere, Methacrylester/Styrol-Copolymere, thermo plastische Polyurethanharze, Phenoxyharze, Polyvinyl fluorid, Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Butadien/Acrylnitril-Copolymere, Acrylnitril/Butadien/ Acrylsäure-Copolymere, Acrylnitril/Butadien/Methacryl säure-Copolymere, Polyvinylbutyral, Cellulosederivate, Styrol/Butadien-Copolymere, Polyesterharze, Phenol harze, Epoxidharze, hitzehärtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Harnstoff- Formaldehyd-Harze oder Mischungen davon.

Als Lösungsmittel zum Dispergieren des Magentpulvers in dem Bindemittel kann man beispielsweise Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon; Alkohole, wie Methanol; Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Ethylbutyrat; Glykol ether, wie Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykol monoethylether, Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol; aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan; oder eine Mischung dieser Lösungsmittel einsetzen.

Als Material für das nicht-magnetische Substrat kann man nicht-magnetische Materialien nennen, wie bei spielsweise Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalat; Poly olefine, wie Polyethylen, Polypropylen; Cellulosederivate, wie Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Nitrocellulose; Vinylharze, wie Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid; Polyimide; Polyamide; Polycarbonate; Metalle, wie Aluminium, Kupfer; oder Papier. Das nicht-magnetische Substrat kann in Ab hängigkeit von dem angestrebten Anwendungszweck derart ausgewählt werden, daß es eine Dicke im Bereich von etwa 10 bis etwa 100 µm aufweist.

Das Verfahren zur Ausbildung einer Magnetschicht aus einem Magnetpulver und einem Bindemittel, wie sie oben beschrieben worden sind, auf dem nicht-magnetischen Substrat ist erfindungsgemäß nicht auf irgendwelche spezifischen Verfahren beschränkt, so daß man be liebige Verfahren anwenden kann, mit denen es möglich ist, eine Magnetschicht eines magnetischen Auf zeichnungsmediums zu bilden, so daß man bequem aus den herkömmlichen Beschichtungsverfahren auswählen kann. Die Dicke der auf dem Substrat gebildeten Magnetschicht kann derart ausgewählt werden, daß sie im Bereich von etwa 0,5 bis 5 µm liegt.

Die mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens ge bildete Magnetschicht wird dann im allgemeinen einer magnetischen Behandlung unterworfen, um eine Dis orientierung zu bewirken. Beispielsweise kann man eine sogenannte absatzweise Methode anwenden, die darin besteht, eine Magnetschicht auf ein nicht-magneti sches Substrat in Form einer Folie, Platte oder eines Bandes aufzubringen und dann die Platten einzeln nach einander auszustanzen, wodurch man innerhalb der Platten nur eine geringe Anisotropie erzeugt und einen nicht-orientierten Zustand erhält. Die mit Hilfe dieser Verfahrensweise hergestellten Magnet platten werden dann in üblicher Weise behandelt, um ihre Oberflächen zu glätten, so daß die Teilchen des Magnetpulvers teilweise physikalisch in der Bandlauf richtung (Längsrichtung) der Beschichtungseinrichtung orientiert werden durch die Scherbelastungen, die durch eine Glätteinrichtung oder dergleichen verur sacht werden, was zur Folge hat, daß der Grad der Orientierung (MR) zwischen der Längsrichtung und der Richtung senkrecht dazu oder das Verhältnis (Rs′′/Rs^⟂ des Rechteckigkeitsverhältnisses (Rs′′) in der Längs richtung zu dem Rechteckigkeitsverhältnis (Rs^⟂) in der Richtung senkrecht zu der Längsrichtung nicht den Wert 1 besitzt. Demzufolge kann anschließend eine statistische Orientierungsbehandlung durchgeführt werden, um dem Orientierungsgrad den Wert 1 zu ver leihen, indem man ein Wechselmagnetfeld anlegt, welches kleiner ist als die Koerzitivkraft (Hc) des verwendeten Magnetpulvers. In diesem Fall ist es bevorzugt, einen Wechselfeldgenerator, wie beispiels weise eine Wechselstromspule zu verwenden, die variabel ist, beispielsweise von 0 bis 159,15 · 10³ A/m. Eine weitere Behandlungsmethode zur Erzeugung der magnetischen Orientierung besteht beispielsweise darin, eine Orientierung dadurch zu bewirken, daß man zunächst ein erstes orientierendes Magnetfeld in einer Richtung und dann ein zweites orientierendes Magnet feld, welches kleiner ist als das erste Magnetfeld, in der Gegenrichtung anlegt. Es ist jedoch festzu halten, daß die Behandlungsmethode zur Erzielung der magnetischen Orientierung, wie sie erfindungsgemäß angewandt wird, nicht auf irgendeine bestimmte Methode beschränkt ist, so daß man irgendwelche Orientierungs behandlungen durchführen kann, mit der eine Magnet schicht mit statistischer Orientierung auf einem nicht-magnetischen Substrat erhalten wird. Der hier verwendete Ausdruck "statis tisch" oder "nicht-orientiert" bedeutet, daß wenn man die Platten durch Ausstanzen der Längsrichtung eines Rohbandes herstellt, die Differenz zwischen dem Rechteckigkeitsverhältnis (Rs′′) der Längsrichtung des Rohbandes und des Rechteckigkeitsverhältnisses (Rs^⟂) in der Richtung senkrecht dazu, weniger als etwa 20% beträgt. Dies bedeutet, daß dieser Begriff den Fall betrifft, bei dem das Rechteckigkeitsver hältnis (Rs^⟂) in der Richtung senkrecht zu der Längs richtung mehr als 80% (jedoch weniger als 100%) des Rechteckigkeitsverhältnisses (Rs′′) in der Längs richtung beträgt. Weiterhin ist es bevorzugt, daß dieser Unterschied 5% oder weniger beträgt.

Die Magnetschicht kann weiterhin Additive enthalten, wie antistatische Mittel, Gleitmittel, Schleifmittel oder Dispergiermittel. Als Additive dieser Art kann man nennen Ruß, Graphit, Talkum, Cr₂O₃, Aluminiumoxid, rotes Eisenoxid, Silikonöl, Ester aliphatischer Säuren, Lecithin oder Squalan.

Das nicht-magnetische Substrat kann auf seiner Rück seite mit einer Rückseitenbeschichtung versehen wer den, um z. B. dessen elektrische Aufladung zu verhindern, die Gleiteigenschaften zu verbessern oder die Festigkeit zu erhöhen. Zu diesem Zweck werden die oben beschriebenen Additive, beispielsweise ein antistatisches Mittel, ein Gleitmittel, ein Schleif mittel und erforderlichenfalls ein Dispergiermittel zum homogenen Dispergieren dieser Additive mit einem gegebenen Bindemittel und einem Lösungsmittel ver mahlen unter Bildung einer Beschichtungsmasse, die dann in Form einer Schicht auf die rückseitige Ober fläche des nicht-magnetischen Substrats aufgebracht wird. Die zu verwendenden Additive und Bindemittel können aus den oben angesprochenen Materialien ausge wählt werden.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Er läuterung der Erfindung.

Beispiel 1
Zusammensetzung
Menge

(Gewichtsteile)
Ferromagnetische nadelförmige Eisenteilchen (Koerzitivkraft = 93,9 · 10³ A/M; spezifische BET-Oberfläche = 25 m²/g
100
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer ("VYHH"® der Firma Union Carbide)	10
Thermoplastisches Polyurethanharz ("Estan 5701"® der Firma B. F. Goodrich)	6
Cr₂O₃	10
Lecithin	2
Fettsäureester	1
Toluol	50
Methylethylketon	50
Cyclohexanon	50

Man vermahlt eine Mischung der obigen Zusammensetzung in einer Kugelmühle während 24 Stunden und vermischt sie dann mit 5 Gewichtsteilen einer Isocyanatverbindung ("Colonate L", ® der Firma Nippon Polyurethane Kogyo K. K.), wonach man die Mischung unter Bildung einer Magnetbeschichtungsmasse unter Einwirkung von Scherkräften mit hoher Geschwindigkeit während einer Stunde dispergiert.

Die erhaltene Magnetbeschichtungsmasse wird unter Anwendung einer Beschichtungsgeschwindigkeit von 20 m/min mit einer Dicke von 4 µm auf eine Polyethylen terephthalatfoliengrundlage mit einer Dicke von 36 µm aufgetragen, wonach die Folie zu einem Zeitpunkt durch eine Wechselstromspule (Frequenz = 50 Hz, 5 A) geführt wird, währenddem die Beschichtung noch in fluidem Zustand ist, so daß man ein rohes Magnetband erhält, welches dann getrocknet wird. Das rohe Magnetband wird dann einer Superkalandrierbehandlung unterworfen und an seiner Rückseite mit einer 2 µm dicken antistatischen Schicht versehen. Es zeigt sich, daß das erhaltene Band einen Unterschied zwischen dem Rs-Wert in der Längsrichtung und dem Rs-Wert in der Breitenrichtung senkrecht dazu von weniger als 5% aufweist und in nicht-orientierten Zustand vorliegt. Aus dem Band werden dann Magnetplatten mit einem Durchmesser von 47 mm herausgestanzt.

Beispiele 2 bis 8

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 mit dem Unterschied, daß die Koerzitivkraft und die nach der BET-Methode bestimmte spezifische Oberfläche der ferromagnetischen, nadelförmigen Eisenteilchen in der Weise variiert werden, wie es in der nachfolgen den Tabelle angegeben ist. In dieser Weise erhält man verschiedene Magnetplatten.

Vergleichsbeispiele 1 und 2

Zur Herstellung von verschiedenen Magnetplatten wieder holt man die Maßnahmen des Beispiels 1 mit dem Unter schied, daß man die Koerzitivkraft und/oder die nach der BET-Methode bestimmte spezifische Oberfläche der ferromagnetischen, nadelförmigen Eisenteilchen variiert, wie es in der nachfolgenden Tabelle ange geben ist.

Vergleichsbeispiel 3

Man stellt Magnetplatten nach der Verfahrensweise von Beispiel 1 her, mit dem Unterschied, daß man übliche Co-γ-Fe₂O₃-Teilchen mit der in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Koerzitivkraft und der nach der BET-Methode bestimmten spezifischen Oberfläche ver wendet.

Dann bestimmt man die HF-Ausgangsleistung und das Träger/Rausch-Verhältnis (C/N) der in dieser Weise erhaltenen Magnetplatten. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle ange geben.

Tabelle

Die Bedingungen zur Bestimmung der HF-Ausgangsleistung und des Träger/Rausch-Verhältnisses sind die folgenden. Man verwendet als Meßvorrichtung einen von der Sony Corporation hergestellten Prototypen eines Magnet plattenaufzeichnungsgerätes.

HF-Ausgangsleistung: Relative Geschwindigkeit = 6,0 m/s; Aufzeichnungsfrequenz = 5 MHz (Aufzeichnungswellen länge λ = 1,2 µm); Aufzeichnungskopf: Sendust; Wiedergabekopf: Ferrit; Spurbreite = 60 µm.

Träger/Rausch-Verhältnis (C/N): Relative Geschwindig keit = 6,0 m/s; Aufzeichnungsmittenfrequenz = 5 MHz; Modulationsfrequenz = 1 MHz.

Aus den obigen Ergebnissen geht hervor, daß die er findungsgemäßen Magnetplatten den Magnetplatten der Vergleichsbeispiele im Hinblick auf ihre HF-Ausgangs leistung und das Träger/Rausch-Verhältnis überlegen sind.

Claims

1. Plattenförmiges magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer darauf aufgebrachten Magnet schicht, in der Teilchen eines ferromagnetischen Pulvers mit einer Koerzi tivkraft von mehr als 39,8 · 10³ A/m angeordnet sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Magnetschicht Teilchen eines ferromagnetischen Pul vers mit einer Koerzitivkraft von etwa 79,58 · 10³ A/m oder mehr und einer nach der BET-Methode bestimmten spezifischen Oberfläche im Bereich von etwa 25 bis 70 m²/g in statistischer Orientierung enthält, so daß das Rechteckigkeitsverhältnis in einer Richtung im Bereich von 80 bis 100% des Rechteckigkeitsverhältnisses in der Richtung senkrecht dazu liegt, und daß die Restmagnetflußdichte in der Umfangsrichtung 0,15 T oder mehr beträgt.

2. Plattenförmiges magnetisches Aufzeichnungsmedium nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechteckigkeitsverhältnis in einer Richtung im Bereich von 95 bis 100% des Rechteckigkeltsverhält nisses in der Richtung senkrecht dazu liegt.

3. Plattenförmiges magnetisches Aufzeichnungsmedium nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Pulver ein überwiegend aus Eisen bestehendes Metall oder eine überwiegend aus Ei sen bestehende Legierung umfaßt.

4. Plattenförmiges magnetisches Aufzeichnungsmedium nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 5 µm aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung des plattenförmigen magnetischen Auf zeichnungsmediums nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die auf ein bandförmiges Substratmaterial aufgebrachte Magnet schicht einer Behandlung zur Erzeugung einer statistischen Orientierung in einem Magnetfeld unterwirft, die Magnetschicht nach der Orientie rungsbehandlung trocknet und das plattenförmige magnetische Aufzeich nungsmedium ausstanzt.