DE3342150C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Magnetisches Aufzeichnungsmaterial

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Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es wurden bereits magnetische Aufzeichnungsmaterialien unter Anwendung von Metallteilchen oder mit durch Vakuumabscheidung, Aufsprühen oder Metallplattierung ausgebildeten metallischen Dünnschichten auf die Aufzeichnung mit hoher Dichte untersucht. Einige dieser magnetischen Aufzeichnungsmaterialien sind nun im praktischen Gebrauch für Audiobänder und dergleichen, wie beispielsweise in den US-A-3 047 423, 3 525 638, 3 117 896 und 2 900 282 beschrieben. Diese magnetischen Aufzeichnungsmaterialien besitzen jedoch nicht notwendigerweise eine zufriedenstellende Stabilität gegenüber Rost, Oxidation, Korrosion und Änderungen der Qualität, wie sie visuell oder bei magnetischen Aufzeichnungseigenschaften festgestellt werden können. Insbesondere wurden derartige magnetische Aufzeichnungsmaterialien bisher in der Praxis nicht als Videobänder verwendet.
Aus der US-A-4,341,648 ist ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, welches aus einem Träger mit einer darauf aufgebrachten magnetischen Schicht besteht, wobei die magnetische Schicht aus plattenförmigen magnetischen Teilchen mit einer Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zur Ebene der plattenförmigen magnetischen Teilchen besteht, und diese Teilchen in einem Bindemittel dispergiert sind.
Aus der DE-A-24 02 481 ist ein magnetisches Speichermedium bekannt, bestehend aus einem flexiblen Substrat aus Kunststoffmaterial und einer auf das Substrat aufgebrachten magnetischen Metallschicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß auf dem Substrat eine Schicht aus nichtmagnetischem, metallischem Material aufgedampft ist, daß auf dem nichtmagnetischen metallischen Material die Schicht aus magnetischem, metallischem Material aufgedampft ist, und daß das nichtmagnetische metallische Material einen geringeren Siedepunkt besitzt als das magnetische metallische Material.
Der Gegenstand dieser Druckschrift betrifft daher ein Band vom Typus Aufdampfen-Niederschlagen mit einer metallischen Intermediärschicht zwischen einer aufgedampften und niedergeschlagenen Magnetschicht und einem Substrat. Demgemäß liegt der Erfindung dieser Druckschrift die Aufgabe zugrunde zu verhindern, daß auf der metallischen Magnetschicht Risse auftreten und diese zum Brechen neigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial für die Aufzeichnung mit hoher Dichte bei einem hohen S/N-Verhältnis zu schaffen, welches eine hohe Wiedergabeleistung bei verminderter Aussetzfehlrate und eine hohe Standlebensdauer mit geringer Kopfbeschädigung und verringertem Bildwackeln besitzt.
Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 angegebene magnetische Aufzeichnungsmaterial gelöst.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen magnetischen Aufzeichnungsmaterials an.
Die verwendeten Magnetteilchen umfassen Bariumferrit, Bariumferrit, worin Barium oder Ferrit teilweise, d. h. 1 bis 10 Gew.-%, durch Ca, Sr, Pb, Co, Ni oder andere Metalle, MnBi oder MnBi, worin Mn oder Bi durch Se oder andere Metalle, nämlich MnSe, BiSe und dergleichen, ersetzt sind. Diese Magnetteilchen sind plattenförmig und haben eine Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zur Ebene der plattenförmigen Teilchen, wie in der US-A-4 341 648 beschrieben ist.
Die Magnetteilchen besitzen vorzugsweise kleine Durchmesser, da bei kleinerem Durchmesser die Aufzeichnungsdichte höher und die Geräuschbildung niedriger ist. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser beträgt 0,3 µm oder weniger, vorzugsweise 0,1 µm oder weniger. Die Dicke der Magnetteilchen ist gleich oder kleiner als der Teilchendurchmesser. Es besteht keine Beschränkung hinsichtlich der unteren Grenze der Dicke, jedoch beträgt diese im allgemeinen das 1/2- bis 1/5-fache des Teilchendurchmessers.
Die Binder, die im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden können, umfassen die üblichen bekannten thermoplastischen Harze, thermisch härtenden Harze, Harze vom reaktiven Typ oder Gemisch hiervon, wie sie beispielsweise in der US-A-4 135 016 angegeben sind. Ein typisches Beispiel für einen Binder, wie er bevorzugt im Rahmen der Erfindung verwendet werden kann, besteht aus einem Copolymeren aus Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.
In den magnetischen Schichten verwendbare Zusätze umfassen Dispergiermittel, Gleitmittel, Schleifmittel und antistatische Mittel. Spezifische Beispiele derartiger Zusätze sind aus der US-A-4 135 016 bekannt.
Die Materialien für den Träger als Grundlage, wie er erfindungsgemäß verwendet wird, sind nicht begrenzt, jedoch können Polyester wie Polyethylenterephthalat, Polyolefine wie Polypropylen, Cellulosederivate wie Cellulosetriacetat oder Cellulosediacetat und Polycarbonate verwendet werden. Ein bevorzugtes Beispiel für die Trägergrundlage stellt eine Polyethylenterephthalatfolie dar. Die Dicke dieses Trägers ist nicht begrenzt, liegt jedoch allgemein im Bereich von etwa 10 bis etwa 20 µm.
Gemäß der Erfindung wird eine Schicht aus nichtmagnetischen Metallen aus Al, Cu, Zn, Sn oder Ti oder Legierungen hiervon wie Al-Cu, Al-Cu-Zn, Cu-Sn-Zn, vorzugsweise Aluminium, zu einer Dicke von 0,005 bis 0,2 µm, vorzugsweise 0,005 bis 0,03 µm, auf mindestens einer Oberfläche des Trägers ausgebildet. Die nichtmagnetische Metallschicht kann durch Vakuumabscheidung, Aufsprühen oder Ionenplattierverfahren ausgebildet werden.
Gemäß der Erfindung kann die Trockenstärke der Magnetschicht 0,5 bis 10 µm, vorzugsweise 3 bis 5 µm sein.
Bei den magnetischen Aufzeichnungsmaterialien erfolgt der Ausfall der wiedergegebenen Signale hauptsächlich aufgrund von Anhaftung von Staub an der Magnetschicht durch statische Ladung, wie sie allgemein während der Herstellungsstufe, wie Trägerhandhabung, Überziehen, Trocknung, Aufwickeln, Kalandrieren, Spaltung, Befestigung des Bandes in der Kassettenhälfte und anschließende Handhabung des Produktes, verursacht werden. Bei den üblichen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien werden verschiedene Arten von antistatischen Mitteln wie Ruß oder Graphit in die Magnetschicht beispielsweise in einer Menge von etwa 3% bis etwa 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Magnetteilchen, einverleibt, um die statische Ladungsansammlung gering zu halten und eine Haftung von Staub auf den magnetischen Aufzeichnungsmaterialien zu verhindern.
Gemäß der Erfindung kann die statische Ladungsansammlung verringert werden, indem eine nichtmagnetische Metallschicht ausgebildet wird, wodurch der Ausfall des magnetischen Aufzeichnungsmaterials gesenkt und die zu der Magnetschicht zuzusetzende Menge des antistatischen Mittels erniedrigt wird. Beispielsweise können Ruß oder Graphit in Mengen von 3 Gew.-% oder niedriger, bezogen auf die Menge der Magnetteilchen, verwendet werden, und in einzelnen Fällen kann die Menge auf 1 Gew.-% oder niedriger verringert werden.
Gemäß der Erfindung kann die Dauerhaftigkeit des Bandes, wenn es im ruhenden Zustand verwendet wird, durch Ausbildung einer Metallschicht aufgrund von Verbesserungen der Laufeigenschaften erhöht werden und damit kann die Menge der in der Magnetschicht verwendeten Binder in einem Ausmaß von etwa 1/10 oder weniger, verglichen zu der bei üblichen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien verwendeten Menge, verringert werden.
Außerdem können durch Ausbildung der Metallschicht, vorzugsweise auf beiden Oberflächen der Trägergrundlage, die Laufeigenschaften des Bandes verbessert werden, indem das Kleben des Bandes an rotierenden Zylindern von Videowiedergabevorrichtungen aufgrund von statischen Ladungen verringert wird, und infolgedessen kann die Menge an Gleitmitteln verringert werden.
Zusammenfassend kann die Menge an Zusätzen zu der Magnetschicht außer den magnetischen Teilchen gesenkt werden, indem eine oder mehrere Metallschichten ausgebildet werden, wodurch der Betrag der in der Magnetschicht geladenen magnetischen Teilchen markant erhöht werden kann.
Das magnetische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung besitzt zahlreiche Vorteile gegenüber den üblichen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien, wie gute Stabilität, hohe Abgabe, Aufzeichnung hoher Dichte, hohes S/N-Verhältnis, verringerten Ausfall, lange Dauerhaftigkeit beim Gebrauch während des ruhenden Zustands und gute Laufeigenschaften ohne Schädigung des Magnetkopfes.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne daß die Erfindung hierauf begrenzt ist. In den Beispielen sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen, falls nicht anders angegeben ist.
Beispiel 1
Bariumferrit, worin Fe teilweise durch Co ersetzt ist (Durchschnittsdurchmesser 0,1 µm, plattenförmige Teilchen mit einer durchschnittlichen Dicke von 0,03 µm, Koerzitivkraft 10,5 · 10⁴ A)
500 Teile
Ruß (antistatisches Mittel) 5 Teile
Copolymeres aus Vinylchlorid-Vinylidenchlorid (Copolymerisatiionsverhältnis 80 : 20, Molekulargewicht 45 000) 45 Teile
Amylstearat (Gleitmittel) 10 Teile
Lecithin (Dispergiermittel) 3 Teile
Methylethylketon 500 Teile
Toluol 500 Teile
Die vorstehende Masse wird in einer Kugelmühle vermischt und dispergiert. 50 Teile eines Polyesterpolyols wurden dann hierzu zugegeben und das Gemisch wurde vermischt, bis ein einheitliches Gemisch erhalten wurde. Dann wurden 30 Teile eines Polyisocyanats zugesetzt und das Gemisch wurde zur Herstellung einer härtbaren Überzugsmasse vermischt und dispergiert.
Eine Oberfläche einer Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 15 µm wird mit einer Aluminiumschicht zu einer Dicke von 0,05 µm durch Vakuumabscheidung ausgestattet und die vorstehende Überzugsmasse wurde zu einer Trockenstärke von 4 µm auf die Aluminiumschicht durch eine Gravürwalze aufgezogen, um das magnetische Aufzeichnungsmaterial (Probe 1) herzustellen.
Beispiel 2
Beide Oberflächen einer Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 15 µm werden mit einer Aluminiumschicht in einer Dicke von 0,05 µm durch Vakuumabscheidung ausgestattet und die gleiche magnetische Überzugsmasse wie in Beispiel 1 wird auf eine Oberfläche der Aluminiumschicht zu einer Trockendicke von 4 µm durch eine Gravürwalze aufgezogen, so daß ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial (Probe 2) hergestellt wird.
Vergleichsbeispiel
Die gleiche magnetische Überzugsmasse wie in Beispiel 1 wird zu einer Trockendicke von 4 µm durch eine Gravürwalze auf eine Polyethylenterephthalatfolie ohne vakuumabgeschiedene Aluminiumschicht aufgezogen, um ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial (Probe 3) herzustellen.
Die erhaltenen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien werden für Videowiedergabe, Ausfall, Dauerhaftigkeit beim Gebrauch während des ruhenden Zustandes, Kopfschädigung und Bildqualitäten bei der Aufzeichnung und Wiedergabe untersucht, wobei die erhaltenen Ergebnisse nachfolgend aufgeführt sind.
Videowiedergabe
Eine Videowiedergabevorrichtung vom β-Typ wird modifiziert, so daß sie eine Halbgeschwindigkeit besitzt (3,5 m/sec), und die Videowiedergaben werden unter Anwendung dieser Vorrichtung gemessen:
Messungswellenlänge:|6 MHz
Abgabe der Probe 1: +8,5 dB oberhalb der Abgabe des regulären Bandes vom β-Typ
Abgabe der Probe 2: +9 dB oberhalb der Abgabe des regulären Bandes vom β-Typ
Abgabe der Probe 3: +7 dB oberhalb der Abgabe des regulären Bandes vom β-Typ
Anzahl der Ausfälle
Der Ausfall wird durch Zählung der Anzahl der Ausfälle unter Anwendung eines Videobandaufzeichners vom VHS-Typ, der auf den 2-Stunden-Modus eingestellt war, ermittelt:
Anzahl der Ausfälle von Probe 1 = 32/Minute
(etwa 1/3 der Probe 3 Vergleichsbeispiel)
Anzahl der Ausfälle von Probe 2 = 30/Minute
etwa 1/3,2 von Probe 3 Vergleichsbeispiel)
Dauerhaftigkeit im ruhenden Zustand (bestimmt in einem Videoaufzeichnungsgerät vom β-Typ)
Dauerhaftigkeit im ruhenden Zustand der Probe 1 = 30 Minuten
(etwa Zweifaches der Probe 3 Vergleichsbeispiel)
Dauerhaftigkeit im ruhenden Zustand der Probe 2 = 30 Minuten
(etwa das Zweifache der Probe 3 Vergleichsbeispiel)
Kopfschädigung
Die Kopfschädigung wird durch Messung des Abfalls der Wiedergaben und Beobachtung der Änderungen in dem Magnetkopf vor und nach wiederholten Läufen während eines bestimmten Zeitraumes ermittelt.
Die Wiedergaben bei den Proben 1 und 2 werden selbst nach wiederholten Läufen während 10 Durchgängen nicht erniedrigt. Keine Änderung wird auf dem Kopf beobachtet. Bei der Probe 3 sind die Wiedergaben nach wiederholten Läufen gesenkt und eine ernsthafte Schädigung wird auf dem Kopf beobachtet.
Bildqualität bei der Aufzeichnung und Wiedergabe
Verglichen mit der Probe 3 zeigen die Proben 1 und 2 weniger Ausfall, Jaulen oder Zittern und visuelles Bildgeräusch und die Entwicklung der Wellenform eines wiedergegebenen Signals, beobachtet auf einem Oszilloskop, ist besser als diejenige der Probe 3 (Vergleichsbeispiel).
Aus den vorstehenden Ergebnissen zeigt sich klar, daß ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial zum Aufzeichnen mit hoher Dichte und hohem S/N-Verhältnis bei dem magnetischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung erhalten werden kann.

Claims (12)

1. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial, das einen Träger mit einer darauf aufgebrachten nichtmagnetischen Metallschicht und eine magnetische Schicht enthält, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die magnetische Schicht plattenförmige magnetische Teilchen mit einer Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zur Ebene der plattenförmigen magnetischen Teilchen enthält;
  • - daß die magnetischen Teilchen in einem Binder dispergiert sind;
  • - daß die nichtmagnetische Metallschicht auf einer einzigen Oberfläche des Trägers ausgebildet ist;
  • - daß die nichtmagnetische Metallschicht aus einem der Metalle Al, Cu, Zn, Sn, Ti und Legierungen hieraus ausgebildet ist; und
  • - daß die nicht magnetische Metallschicht eine Dicke im Bereich von 0,005 bis 0,2 µm besitzt.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetische Metallschicht auf beiden Oberflächen des Trägers ausgebildet ist.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen aus Al-Cu, Al- Cu-Zn und Cu-Sn-Zn ausgewählt sind.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus Aluminium besteht.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen magnetischen Teilchen aus Bariumferrit bestehen.
6. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen magnetischen Teilchen aus Bariumferrit, worin das Barium teilweise durch ein Element aus der Gruppe von Ca, Sr, Pb, Co und Ni ersetzt ist, bestehen.
7. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen magnetischen Teilchen aus Bariumferrit, worin das Ferrit teilweise mit einem Element aus der Gruppe von Ca, Sr, Pb, Co und Ni ersetzt ist, bestehen.
8. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen magnetischen Teilchen aus einem Material aus der Gruppe von MnBi, MnSe und BiSe ausgewählt sind.
9. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen magnetischen Teilchen einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,3 µm oder weniger besitzen.
10. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen magnetischen Teilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 µm oder weniger besitzen.
11. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der plattenförmigen magnetischen Teilchen im Bereich von 1/2 bis 1/5 des Teilchendurchmessers liegt.
12. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus Polyethylenterephthalat besteht.
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