DE3328720A1

DE3328720A1 - Magnetaufzeichnungsmaterial mit hoher aufzeichnungsdichte

Info

Publication number: DE3328720A1
Application number: DE19833328720
Authority: DE
Inventors: Kuniharu Mito Ibaraki Fujiki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1982-08-10
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1984-02-16
Also published as: JPS6222182B2; JPS5930237A; US4521480A; DE3328720C2

Description

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009079η Dipl.-Ing. P Grupe J O L O I L U Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 20 2A ₃ 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Mund

9. August 1983 DE 3229 / case G4-8319-GK

Victor Company of Japan, Limited

Yokohama / Japan 15

Magnetaufzeichnungsmaterial mit hoher Aufzeichnungsdichte

Die Erfindung betrifft Magnetaufzeichnungsmaterialien die bezüglich verschiedener Eigenschaften wie z. B. der magnetischen Eigenschaften, der Ablaufeigenschaften, der Haltbarkeit 'und der Abriebfestigkeit verbessert sind. Unter dem Begriff "Magnetaufzeichnun^srnaterialien" sind fast alle Arten von Magnetauf zei chnunp.smaterialien, beispielsweise in Form von Bändern, Scheiben bzw. Platten und Karten, zu verstehen.

Magnetaufzeichnungsmaterialien, insbesondere solche, die für die Verwendung in Videobandaufzeichnungsp.ernten vorgesehen sind, werden während des Aufzeichnungsoder des Wiedergabebetriebs ablaufen gelassen, während Teile wie z. B. Magnetköpfe und Führungsstifte durch die Aufzeichnungsmaterialien intensiv berührt we:rden.

B/13

Dresdner Bank (München) Kto. 3939844 Bayer. Vereinsbank (München) Klo 500 941 Poülsclii'cfc (Muntin-ni KIo 6/0 ■« UM

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Während der Berührung erfährt die Magnetschicht der Aufzeichnungsmaterialien einen Reibungsverlust, so daß die Magnetschicht eine ausgezeichnete Abriebfestigkt.il L liabf.'ii iiiulJ. Wegen des Auftretens von Ablaufsehwieb rigkeiten ist es auch erforderlich, daß die elektrostatische Aufladung der Aufzeichnungsmaterialien bis zu einem möglichst geringen Ausmaß unterdrückt wird, wenn die Aufzeichnungsmaterialien wiederholt ablaufen gelassen werden.
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Zur Zeit werden Heim-Videobandaufzeichnungsgeräte beliebt bzw. erschwinglich, was mit der Entwicklung von kleinen, tragbaren Videobandaufzeichnungsgeräten verbunden ist. Ferner werden Videobandaufzeichnungsgeräte entwickelt, in die eine Videokamera eingebaut ist. Diese Entwicklungen bei Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtungen machen ihrerseits die Entwicklung von Magnetbändern erforderlich, bei denen zur Verbesserung der Aufzeichnungsdichte des Bandes Pulver aus magneti-

sehen Legierungen, die eine viel höhere Koerzitivkraft haben als ferromagnetische Metalloxide oder Metalle, verwendet werden. Außerdem ist versucht worden, als nichtmagnetischen Bestandteil für die Magnetschicht Materialien wie z. B. Aluminiumoxid, Carborund, Chromoxid oder Titanoxid zu verwenden, um die Abriebfestigkeit dieses Magnetbandtyps zu verbessern.

Diese Zusatzstoffe bringen jedoch das Problem mit sich, daß Magnetköpfe übermäßig abgerieben werden und daß

die Packungsdichte eines Magnetpulvers in der Magnetschicht vermindert wird. Ferner ist es notwendig, die Zusatzstoffe in Kombination mit Ruß einzusetzen, um das Problem der elektrostatischen Aufladung zu lösen.

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Es ist Aufgabe der Erfindung, Magnetauf zei chnungsmatorialien zur Verfugung zu stellen, die eine hohe Aufzeichnungsdichte haben und in bezug auf Eigenschaften wie z. B. die Abriebfestigkeit, die Ablaufeigenschaften, die antistatischen Eigenschaften und die Haltbarkeit hervorragend sind.

Durch die Erfindung sollen auch Magnetaufzeichnungsmaterialien zur Verfugung gestellt werden, die kaum die Schwierigkeiten der Schwankung bei der Bildwiedergabe und der Verschmutzung von Magnetköpfen und Führungsstiften verursachen.

Die Aufgabe der Erfindung kann durch oin Magnetauf-Zeichnungsmaterial mit hoher Aufzeichnungsdichte gelöst • werden, das aus einem Träger und einer auf mindestens einer Seite des Trägers gebildeten Magnetaufzeichnungsschicht, die aus einem Pulver einer magnetischen Legierung und einem Titanmonoxidpulver in einer auf das Pulver der magnetischen Legierung bezogenen Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, die beide in einem als Bindemittel wirkenden Harz dispergiert sind, hergestellt ist,
besteht. D. h., die Erfindung ist durch die Kombination eines · Pulvers einer magnetischen Legierung und

eines Titanmonoxidpulvers, die in der Mapnetaufzeichnungsschicht enthalten sind, gekennzeichnet. Die Magnetaufzeichnungsschicht kann in Abhängigkeit von dem Typ des Aufzeichnungsmaterials entweder auf einer Seite oder auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers

^uvy gebildet werden.

Nachstehend wird die beigefügte Zeichnung kurz erläutert. Die einzige Figur ist eine graphische Darstellung der

° Restmagnetisierungseigenschaften bzw. der Restmagnetisie-

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runp.s-Kennl inie und des OberflächenwLderstandes in Abhängigkeit von der Menge der TiO-Teilchen mit einer mittleren Größe von 0,05 μιτι.

Die Erfindung und deren bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend näher erläutert.

Die Magnetschicht ist aus einer Dispersion von TiO-Teilchen und Teilchen einer magnetischen Legierung bzw. magnetischen Legierungsteilchen in einem als Bindemittel wirkenden Harz hergestellt. Die TiO-Teilchen werden in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, auf die Teilchen der magnetischen Legierung bezogen, verwendet. TiO wird im allgemeinen in Form von schwarzen oder grauen,

kubischen Kristallen mit einer Dichte von 4,0 bis 4,9 und einem spezifischen Widerstand von 10 Sl.cm erhalten. Die TiO-Teilchen haben eine mittlere Größe von 0,01 bis 5 μιη und vorzugsweise von 0,05 bis 1,0 μη\. TiO-Teilchen, deren Größe einen höheren Wert hat, tragen zu

einer Verbesserung der Standbildwiedergabeeigenschaften bei, verursachen jedoch einen unerwünschten Abrieb von Teilen wie z. B. Magnetköpfen. TiO-Teilchen mit geringerer Größe neigen dazu, die Standbildwiedergabeeigenschaften zu verschlechtern. TiO ist leitfähig,

so daß eine Zugabe von leitfähigen Materialien wie

z. B. Ruß nicht notwendig ist, um zu verhindern, daß das Magnetaufzeichnungsmaterial während des Aufzeichnungs- und des Wiedergabebetriebs elektrostatisch aufgeladen wird. Es wurde festgestellt, daß das TiO-Pulver

bezüglich der Erzielung einer hohen Aufzeichnungsdichte wirksamer ist, wenn es in Kombination mit Teilchen einer magnetischen Legierung verwendet wird, als wenn es mit magnetischen Metall- oder Oxidteilchen verwendet.

wird. Dies beruht auf der höheren Koerzitivkraft der 35

magnetischen Legierungen. Zu Beispielen für die magneti-

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sehen Legierungen gehören Legierungen wie z. B. Fe-NL, Fe-Co, Co-Ni und Fe-Co-Ni mit zusätzlichen Metallen wie z. B. Al, Cr, Mn, Cu, Zn, Mg und Si oder ohne zusätzliche Metalle. Die Legierungen sind feinverteilt,

so daß sie eine mittlere Größe von 0,01 bit; 1 μΐη haben.

Bindemittel", in denen die TiO-Teilchen und die Teilchen einer magnetischen Legierung dispergiert werden, sind irgendwelche bekannte thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze und Mischungen davon. Diese als Bindemittel wirkenden Harze sind bekannt und werden nachstehend kurz erwähnt. Zu typischen Beispielen für die thermoplastischen Harze gehören Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Acrylester/Styrol-Copolymere, Methacrylester/Styrol-Copolymere, Acrylester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Urethanelastomere, Cellulosederivate, Vinylchlorjd/Vinylaeetat/ Vinylalkohol-Terpolymere und verschiedene andere synthetische Kautschukharze. Zu Beispielen für die wärmehärtbaren Harze gehören Phenolharze, Epoxidharze, härtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Siliconharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze und Mischungen von Isocyanaten und Polyolen. Diese Bindemittel können selbstverständlich einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Typische Lösungsmittel für diese Bindemittel sind aromatische Verbindungen wie z. B. Xylol und Toluol, Ketone wie z. B. Methylethylketon

und Methylisobutylketon und Mischungen davon.
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Die Dispersion von Teilchen einer magnetischen Legierung und TiO-Teilchen in einem Bindemittel kann ferner bekannte Zusatzstoffe wie z. B. Dispergiermittel, Schmiermittel, Schleifmittel und Antistatikmittel enthalten.

Diese Zusatzstoffe sind bekannt und sind für den erfin-

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dungsgemäiJen Zweck nicht notwendigerweise wesentlich,, weshalb sie nicht näher erläutert werden.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmaterials werden vorbestimmte Mengen von Teilchen einer magnetischen Legierung und TiO-Teilchen zusammen mit geeigneten Zusatzstoffen in einem Bindemittel und einem Lösungsmittel dispergiert. Die Legierungsteilchen werden im allgemeinen in einer Menge von 200 bis 800 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des Bindemittels eingesetzt. Die erhaltene Dispersion wird dann auf mindestens eine Seite eines nichtmagnetischen Trägers aufgetragen und getrocknet und nach dem Kalandrieren unter Bedingungen, die von dem Typ des verwendeten Bindemittels abhängen, ausgehärtet. Das Auftragen wird durch irgendwelche bekannte Verfahren, beispielsweise ein Luftbürstenauf tragverfahren, ein Rakelstreichverfahren, ein Verfahren der Beschichtung durch Tauchen, verschiedene Walzenbeschichtungsverfahren oder ein Aufsprühstreichverfahren, bewirkt. Die erhaltene Aufzeichnungsschicht hat nach dem Kalandrieren im allgemeinen eine Dicke von 0,5 bis 12 pm. Es ist anzumerken, daß die mittlere Größe der TiO-Teilchen und der Teilchen der magnetischen Legierung vorzugsweise unter der Dicke der Aufzeichnungsschicht liegen sollte, wodurch ein unerwünschter Abriebverlust von Aufzeichnungsköpfen oder anderen Metallteilen in einem beträchtlichen Ausmaß vermindert werden kann.

Zu Trägern, die für den erfindungsgemäßen Zweck geeignet sind, gehören Filme, Folien oder Platten aus verschiedenen Materialien, wozu beispielsweise Kunstharze oder halbsynthetische Harze wie z. B. Polyester, Polyolefine und Cellulosederivate,. Metalle wie z. B. Aluminium

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und Kupfer und Gläser oder keramische Stoffe gehören.

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Von diesen Materialien werden Kunstharze einschließlich Polyestern vorzugsweise eingesetzt.

Die Erfindung wrrd . nächstehend durch Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

100 Gew.-Teile eines Pulvers einer Fe-Ni-Legierung mit einem Ni-Gehalt von etwa 5 %, das eine Koerzitivkraft H_c mit dem hohen Wert von 111,41 kA/m (1400 Oe), eine nach dem BET-Verfahren bestimmte spezifische Oberfläche von 40 m /g und eine Größe von 0,35 pm hatte, 10 Gew.-Teile eines Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Terpolymers, 10 Gew.-Teile eines Polyurethan-Elastomers, 1 Gew.-Teil Lecithin, 300 Gew.-Teile einer Lösungsmittelmischung aus Methylethylketon, Toluol und Methylisobutylketon und 5 Gew.-Teile TiO-Teilohen mit einer mittleren Größe von 0,05 pm wurden etwa 20 h lang in einer Sandmühle vermischt. Zu der Mischung wurden 5 Gew,-Teile eines Polyisocyanats zugegeben. Der erhaltene magnetische Anstrichstoff wurde auf eine 14,5 pm dicke Polyesterfolie aufgebracht, getrocknet und kalandriert. Die ka-landrierte Folie wurde 24 h lang bei einer Temperatür von etwa 60⁰C ausgehärtet. Es wurde festgestellt, daß die Magnetschicht eine Dicke von 5,5 pm hatte. Die ausgehärtete Folie wurde unter Bildung eines li',7 mm breiten Magnetbandes für die Verwendung in einem Videobandaufzeichnungsgerät aufgeschnitten bzw. zerschnitten.

Beispiel 2

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz von 10 Gew.-Teilen der Titanmonoxidteilchen wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

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Beispiel 3

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz von Titanmonoxidteilchen mit einer mittleren Größe von 0,2 pm wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

Beispiel 4

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz von Titanmonoxidteilchen mit einer mittleren Größe von 1 pm wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

Beispiel 5

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz von Titanmonoxidteilchen mit einer mittleren Größe von 5 pm wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei anstelle der TiO-Teilchen Teilchen von AIpO₃, Cr₂O₃ bzw. TiOp eingesetzt wurden. Auf diese Weise wurden Magnetbänder erhalten.

Bei den in den vorstehend beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Magnetbändern wurden jeweils die statischen magnetischen Eigenschaften oder die remanente Magnetisierung, B , in einem Magnetfeld von 398 kA/m (5 kOe) gemessen. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der B -Wert bei dem Band von Beispiel 1 301,0 niT, bei dem Band von Beispiel 2 287,0 mT, bei

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dem Band von Beispiel 3 2 91,0 mT, bei dem Band von Beispiel 4 310,0 mT, bei dem Band von Beispiel 5 307,0 mT, bei dem Band von Vergleichsbeispiel 1 289,0 mT, bei dem Band von Vergleichsbeispiel 2 291,0 rnT und bei dem Band von Vergleichsbeispiel 3 282,0 mT betrug. Als die erfindungsgemäßen Magnetbänder bei dem gleichen Wert des Gehalts an oxidischen Zusatzstoffen verglichen wurden» waren ihre magnetischen Eigenschaften gegenüber den magnetischen Eigenschaften der Vergleichsbänder um 10,0 bis 29,0 mT verbessert.

Die Magnetbänder wurden jeweils mit einer drehbaren Walze, die einen Durchmesser von 40 mm hatte, in Berührung gebracht, und die drehbare Walze wurde zur Bestimmung der Abriebfestigkeit oder zur Bestimmung der Standbildwiedergabeeigenschaften aus der Änderung des Bewegungs-Reibungskoeffizienten mit 200 U/min gedreht. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die erfindungsgernäßen Bänder den Bändern der Vergleichsbeispiele überlegen waren. Besonders das Band von Vergleichsbeispiel 1 war sehr schlecht.

Außerdem wurde bei jedem Band der Oberflächenwiderstand gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden. 25

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Beispiel Nr. Oberflächenwiderstand ( Sl )

1 1,2 χ ΙΟ⁸

2 9,0 χ 10⁷

3 · -8,5 χ 10⁸

4 5,0 χ 10⁸

5 7,8 χ 10⁷

Vergl.- _i

beisp. 1 4,O χ 1O¹

2 1,6 χ 10⁹

3 3,2 χ 10⁹

Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmaterialien eine hervorragende antistatische Wirkung zeigen und daß die Abscheidung von Staub auf diesen Aufzeichnungsmaterialien unwahrscheinlicher ist als im Fall der Aufzeichnungsmaterialien der Vergleichsbeispiele,

Beispiel 6

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei verschiedene Mengen der TiO-Teilchen, auf die magnetischen Teilchen bezogen, eingesetzt wurden. Auf diese Weise wurden Magnetbänder erhalten. Die magnetischen Eigenschaften und der Oberflächenwiderstand dieser Bänder wurden gemessen, wobei die in der einzigen Figur gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.

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Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß sich die remanente Magnetisierung und der Oberflächenwiderstand bei einer Erhöhung des TiO-Gehalts vermindern. Die Wirkung der Zugabe von TiO-Teilchen wird bedeutsam, wenn der ° Gehalt 0,1 Gew.-% überschreitet. In der Praxis der Erfindung wird geeigneterweise ein Gehalt bis zu 20 Gew.-% angewandt.

Beispiel 7
10

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei anstelle der Fe-Ni-Legierung Teilchen einer Co-Fe-Legierung mit einem Co-Gehalt von 5 %, die eine mittlere Größe von 0,05 um hatten, eingesetzt

wurden. Auf diese Weise wurde ein Magnetband erhalten. Die Eigenschaften des Bandes wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Es wurde festgestellt,

daß das Band einen B -Wert von 295,0 mT und einen Ober-

8
flächenwiderstand von 2 χ 10 Λ hatte.

Leerseite

Claims

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Λ *--* -Τ* ".-■■-." Dipl-lng. H.Tiecitkp
LLW(ANN " I*JRAMS " <5»TRUIF πϊ,.ι '-»,ο». ^ nuu.
Q Q O Q 1 O Π Uipi.-lity. H. r\iiiiie
OO Δ O /ZU Dipl.-Ing. R Grupe
Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif
Bavariaring 4, Postfach 20 2< 8000 München 2
Tel.: 089-5396 53 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent Münc
9. August 1983 DF 3229 / case G4-8319-GK

! Patentansprüche

(-Li/ Magnetaufzeichnungsmaterial mit hoher Aufzeichnungsdichte, das aus einem Träger und einer auf mindestens einer Seite des Trägers gebildeten Magnetaufzeichnungsschicht besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetaufzeichnungsschicht aus einer Dispersion von Teilchen einer magnetischen Legierung und TiO-Teilchen in einer auf die Teilchen der magnetischen Legierung bezogenen Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% in einem Bindemittel hergestellt ist.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Magnetaufzeichnungsschicht auf einer Seite des Trägers befindet.

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Magnetaufzeichnungsschicht auf jeder Seite des Trägers befindet.

4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der magnetischen Legierung eine mittlere Größe von 0,01 bis 1 pm haben.

B/13

Dresdner Bank (Munchon) Kto 3939 044 Bnyor. Voromsbnnk (Munchiin) KIn finfltMi Pnnnihiw.k iMnniin·"! kio f.«) 11 him

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5. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich-. net, daß die TiO-Teilchen eine mittlere Größe von 0,01 bis 5 pn haben.