DE3436260C2 - Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, bei welchem eine magne­ tische Beschichtungszusammensetzung, welche einen in einem Lösungsmittel gelösten Binder und in diesem dispergierte magnetische Teilchen umfaßt, auf eine Oberfläche eines nichtmagnetischen, fortlaufend bewegten Trägers aufge­ bracht wird, worauf die derart aufgebrachte Beschichtung magnetisch ausgerichtet und getrocknet wird.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 31 06 228 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, bei welchem das Aufzeichnungsmaterial während des Auftragens getrocknet und orientiert wird. Bei dem bekannten Verfahren wird ein magne­ tisches Wechselfeld mit einer Frequenz von mehr als 40 Hz benutzt.

Es besteht ein großer Bedarf an der Verbesserung des Sig­ nal-Untergrund-Verhältnisses bei magnetischen Aufzeich­ nungsmedien. Um diesen Bedarf zu befriedigen, sind ver­ schiedene Versuche unternommen worden, um das Signal- Untergrund-Verhältnis dadurch zu verbessern, daß die Größe der magnetischen Teilchen verringert wurde, die die magnetischen Schichten des magnetischen Aufzeich­ nungsmediums bilden, oder daß die Oberflächenglätte der magnetischen Schicht verbessert wurde.

Eine Art eines allgemein verwandten, magnetischen Auf­ zeichnungsmediums ist ein magnetisches Aufzeichnungsme­ dium, welches einen nicht magnetischen Träger und eine die Oberfläche des nicht magnetischen Trägers überdecken­ de, magnetische Schicht aufweist, indem eine magnetische Beschichtungszusammensetzung aufgebracht wird, die einen in einem Lösungsmittel aufgelösten Binder und in diesem dispergierte magnetische Teilchen enthält. Das magne­ tische Aufzeichnungsmedium dieser Art wird dadurch her­ gestellt, daß der nicht magnetische Träger fortlaufend bewegt wird, die magnetische Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche des nicht magnetischen Trägers aufge­ bracht wird und die derart aufgebrachte Beschichtung ge­ trocknet und gehärtet wird, um die magnetische Schicht zu bilden. Um die Rechteckigkeit der magnetischen Hyste­ resiskurve der magnetischen Schicht zu verbessern, wird ein äußeres Magnetfeld auf die Beschichtung vor ihrer Härtung angewandt, wodurch die leicht magnetisierbare Achse der magnetischen Teilchen in einer erwünschten Richtung ausgerichtet wird.

Es ist allgemein bekannt, daß die Ausrichtung der mag­ netischen Teilchen, die durch das magnetische Ausrich­ tungsverfahren ausgerichtet worden sind, dazu neigt, ge­ stört zu werden, bevor die Beschichtung getrocknet ist. Von den Erfindern durchgeführte Untersuchungen haben ge­ zeigt, daß die Neigung zur Orientierungsstörung zunimmt, wenn die Teilchengröße der magnetischen Teilchen ver­ ringert wird. Deshalb ist das Maß, bis zu dem die Teil­ chengröße der magnetischen Teilchen verringert werden kann, um das Signal-Untergrund-Verhältnis zu verbessern, wie es vorhergehend beschrieben wurde, begrenzt.

Demgemäß wird es, um das Signal-Untergrund-Verhältnis zu verbessern, erforderlich, die Oberflächenglätte des mag­ netischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern. Jedoch steht die Oberflächenglätte in enger Beziehung mit der Ausrichtung der magnetischen Teilchen. D.h., wenn ein magnetisches Ausrichtungsverfahren zum Ausrichten der magnetischen Teilchen durchgeführt worden ist, dann la­ gern sich die magnetischen Teilchen aneinander an und machen die Oberfläche der Beschichtung rauher, so daß die Oberflächenglätte zerstört wird. Um diese Schwierig­ keit zu überwinden, wurde in der japanischen Patentver­ öffentlichung Nr. 56 (1981)-36 496 vorgeschlagen, vorläu­ fig die Beschichtung so weit zu trocknen, daß sich die magnetischen Teilchen durch ein magnetisches Ausrichtungs­ feld nicht aneinander anlagern, woraufhin dann ein Aus­ richtungsverfahren und das Trocknen durchgeführt werden. Jedoch ist es mit diesem Verfahren nicht möglich, in aus­ reichender Weise die Ausrichtung der magnetischen Teil­ chen zu verbessern.

Eine erste Zielsetzung der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeich­ nungsmediums anzugeben, welches eine ausgezeichnete Aus­ richtung der magnetischen Teilchen und ein großes Recht­ eckigkeitsverhältnis aufweist.

Eine andere Zielsetzung der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeich­ nungsmediums anzugeben, welches eine ausgezeichnete Ober­ flächenglätte und ein verbessertes Signal-Untergrund-Ver­ hältnis aufweist.

Im Rahmen der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums angegeben, bei welchem eine magnetische Beschichtungszusammensetzung, welche eine in einem Lösungsmittel gelösten Binder und in diesem dispergierte, magnetische Teilchen umfaßt, auf eine Oberfläche eines nichtmagnetischen, fortlaufend bewegten Trägers aufgebracht wird, worauf die derart aufgebrachte Beschichtung magnetisch ausgerichtet und getrocknet wird, gekennzeichnet durch die folgende Abfolge von Verfahrensschritten:

• - Aufbringen der magnetischen Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche des nichtmagnetischen Trägers,
• - Ausführen einer vorläufigen magnetischen Ausrichtung mit Hilfe einer Einrichtung, welche eine mittlere Magnet­ flußdichte von 0,03 bis 0,5 Tesla (300 bis 5000 Gauss) liefert,
• - Ausführen einer vorläufigen Trocknung in einem solchen Ausmaße, daß das Verhältnis des in der aufgetragenen Be­ schichtungsschicht zurückbleibenden Lösungsmittels in­ nerhalb eines Bereiches von 50 bis 95% des Verhältnis­ ses bei der ursprünglichen magnetischen Beschichtungs­ zusammensetzung liegt,
• - Ausführen einer abschließenden magnetischen Orientierung während einer Zwischentrocknung, bei welcher das Ver­ hältnis des in der Beschichtungsschicht zurückbleibenden Lösungsmittels 5 bis 70% des Verhältnisses bei der ur­ sprünglichen magnetischen Beschichtungszusammensetzung ausmacht,
• - Durchführen der abschließenden Trocknung in einem sol­ chen Ausmaße, daß das Verhältnis des in der Beschich­ tungsschicht zurückbleibenden Lösungsmittels kleiner als 5% des Verhältnisses in der ursprünglichen magnetischen Beschichtungszusammensetzung ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, ein magne­ tisches Aufzeichnungsmedium zu erhalten, welches eine ausgezeichnete Ausrichtung, der magnetischen Teilchen, ein großes Rechteckigkeitsverhältnis, eine ausgezeich­ nete Oberflächenglätte und ein verbessertes Signal-Unter­ grund-Verhältnis aufweist.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine grafische Darstellung des Rechteckigkeits­ verhältnisses und des Glanzverhältnisses eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestell­ ten, magnetischen Aufzeichnungsmediums im Ver­ gleich mit einem gemäß einem herkömmlichen Ver­ fahren hergestellten, magnetischen Aufzeichnungs­ medium,

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Beziehung zwisch­ en dem Rechteckigkeitsverhältnis und dem spezi­ fischen Oberflächenbereich der magnetischen Teil­ chen bei einem mit dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren hergestellten, magnetischen Aufzeichnungsme­ dium und einem mit einem herkömmlich hergestell­ ten, magnetischen Aufzeichnungsmedium, und

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Beziehung zwisch­ en dem Video-Signal-Untergrund-Verhältnis und dem spezifischen Oberflächenbereich der magne­ tischen Teilchen bei einem mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren hergestellten, magnetischen Auf­ zeichnungsmedium und einem mit einem herkömmlich­ en Verfahren hergestellten Aufzeichnungsmedium.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums nach der Erfindung. Ein langer, bandförmiger, nicht magnetischer Körper 1 wird fortlaufend von einer Zuführrolle 2 zugeführt und auf eine Aufwickelrolle 3 aufgewickelt. In beispielhaf­ ter Weise ist ein Beschichtungskopf 4 nahe der Oberfläche (der oberen Oberfläche in Fig. 1) des nicht magnetischen, sich fortlaufend bewegenden Trägers 1 angeordnet, und eine magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 wird mittels des Beschichtungskopfes 4 auf die Oberfläche des nicht magnetischen Trägers 1 aufgebracht. Die magnetische Be­ schichtungszusammensetzung 5 umfaßt einen in einem Lö­ sungsmittel gelösten Binder und in diesem dispergier­ te, magnetische Teilchen. Durch Aufbringen der magne­ tischen Beschichtungszusammensetzung 5 wird die Ober­ fläche des nicht magnetischen Trägers 1 mit einer Be­ schichtung 5′ überzogen.

Ein Magnet 6 zur vorläufigen Ausrichtung, eine Einrich­ tung 7 zum vorläufigen Trocknen, eine Einrichtung 8 zur Zwischentrocknung, und eine Einrichtung 9 zur Endtrock­ nung sind in dieser Reihenfolge auf der stromabwärtigen Seite des Beschichtungskopfes 4 in Bewegungsrichtung des nicht magnetischen Trägers 1 angeordnet. Ferner ist ein Magnet 10 zur endgültigen Ausrichtung außerhalb der Ein­ richtung 8 zur Zwischentrocknung angeordnet.

Der nicht magnetische Träger 1 bewegt sich nahe an dem Magneten 6 zur vorläufigen Ausrichtung vorbei, während die aufgebrachte Beschichtung 5′ noch naß ist. Zu die­ sem Zeitpunkt werden die magnetischen Teilchen in der Be­ schichtung 5′ in einer erwünschten Richtung ausgerichtet. Als Magnet 6 für die vorläufige Ausrichtung ist es mög­ lich einen einpoligen Permanentmagneten, einen zwei ent­ gegengesetzte Pole aufweisenden Permanentmagneten, einen vier entgegengesetzte Pole aufweisenden Permanentmagneten oder einen Elektromagneten zu verwenden. Im allgemeinen sollte der Magnet 6 zur vorläufigen Ausrichtung eine mitt­ lere Magnetflußdichte innerhalb des Bereiches von 0,03 Tesla bis 0,5 Tesla (300 Gauss bis 5000 Gauss), bevorzugt innerhalb des Bereiches von 1000 Gauss bis 4000 Gauss, aufweisen.

Anschließend wird der nicht magnetische Träger 1 in die Einrichtung 7 zum vorläufigen Trocknen bewegt, wo trockene Luft der Oberfläche des nicht magnetischen Trägers 1 zu­ geführt wird, somit erfolgt eine vorläufige Trocknung des nicht magnetischen Trägers 1 mittels der Trockeneinrich­ tung 7, und der nicht magnetische Träger 1 gelangt dann unter die Einrichtung 8 zur Zwischentrocknung. Während der nicht magnetische Träger 1 mittels der Einrichtung 8 zur Zwischentrocknung getrocknet wird, wird er einem Endausrichtungsvorgang mittels des Magneten 10 zur End­ ausrichtung ausgesetzt. Dann erfolgt das endgültige Trock­ nen des nicht magnetischen Trägers 1 mittels der Endtrockeneinrichtung 9, um die sich auf dem nicht magnetischen Träger 1 befindende Beschichtung 5′ zu härten. Auf diese Weise wird ein Magnetband erhalten, welches eine magne­ tische Schicht aufweist, die von der erhaltenen Beschich­ tung 5′ gebildet ist.

Bei dem vorläufigen Trocknungsschritt sollte das Trocknen vorzugsweise in dem Maße erfolgen, daß das Verhältnis des verbleibenden Lösungsmittels in der Beschichtung 5′ inner­ halb des Bereiches 50% bis 95% von demjenigen in der magnetischen Beschichtungszusammensetzung liegt, bevor diese auf den nicht magnetischen Träger 1 aufgebracht worden ist. Bei dem dazwischenliegenden Trocknungsschritt sollte das Trocknen vorzugsweise in dem Maße erfolgen, daß das Verhältnis des verbleibenden Lösungsmittels innerhalb des Bereiches von 5% bis 70% von demjenigen in der ur­ sprünglichen, magnetischen Beschichtungszusammensetzung 5 liegt. Bei dem Endtrocknungsschritt sollte die Beschich­ tung 5′ vorzugsweise in dem Maße getrocknet werden, daß das Verhältnis des restlichen Lösungsmittels kleiner als 5% von dem in der ursprünglichen, magnetischen Beschich­ tungszusammensetzung 5 ist. Wenn das vorläufige Trocknen über den vorgenannten Bereich hinaus durchgeführt wird, nimmt die Viskosität der Beschichtung 5′ zu, und es wird schwierig, die magnetischen Teilchen in der Beschichtung 5′ durch den Magneten 10 zur endgültigen Ausrichtung aus­ zurichten. In diesem Fall wird das Rechteckigkeitsverhält­ nis des erhaltenen magnetischen Aufzeichnungsmediums klein, und seine elektromagnetischen Wandlereigenschaf­ ten werden beeinträchtigt bzw. zerstört. Wenn das Maß des vorläufigen Trocknens unterhalb des vorgenannten Be­ reiches liegt, lagern sich, da die endgültige Ausrichtung mittels des Magneten 10 zur endgültigen Ausrichtung bei Bedingungen mit sehr niedriger Viskosität der Beschichtung 5′ durchgeführt werden, die magnetischen Teilchen in der Beschichtung 5′ ohne weiteres aneinander an und die Oberflächenglätte und das Signal-Untergrund-Verhält­ nis des erhaltenen, magnetischen Aufzeichnungsmediums werden gering. Auch wird es in diesem Fall erforderlich, da der Trocknungsanteil bei dem vorläufigen Trocknungs­ schritt zunimmt, die Länge der Einrichtung 8 zum dazwisch­ en liegenden Trocknen und diejenige des Magneten 10 zur endgültigen Ausrichtung zu erhöhen.

Der nicht magnetische Träger 1 kann beispielsweise her­ gestellt sein aus einem Polyester wie Polyäthylentereph­ thalat oder Polyäthylen-2,6-naphthalat, einem Polyolefin wie Polyäthylen oder Polypropylen, einem Zellulosederivat wie Zellulosetriacetat, Zellulosediacetat, Zelluloseace­ tatbutyrat oder Zelluloseacetatpropionat, einem Vinylharz wie Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid, oder ei­ nem Kunststoff wie Polycarbonat, Polyimid oder Polyamid­ imid. Gemäß der beabsichtigten Anwendung ist es auch möglich, zu verwenden ein nicht magnetisches Metall wie z. B. Aluminium, Kupfer, Zinn, Zink, oder eine nicht mag­ netische Legierung, die wenigstens eines dieser Metalle enthält, ein keramisches Material, wie Glas, Tonware oder Porzellan, Papier, Barytpapier, oder Papier, wel­ ches beschichtet oder laminiert ist mit einem α-Polyole­ fin mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen wie Polyäthylen, Polypropylen oder Äthylenbutencopolymer. Der nicht mag­ netische Träger 1 kann in Abhängigkeit von dem Verwendungs­ zweck transparent oder undurchlässig sein.

Der nicht magnetische Träger 1 kann in der Form eines Filmes, eines Bandes, eines Blattes, einer Platte, einer Karte, einer Trommel oder ähnlichem sein und gemäß der Form können verschiedene Materialien hierfür verwendet werden.

In dem Fall, in dem der nicht magnetische Träger 1 die Form einer Folie, eines Bandes oder eines Blattes auf­ weist, sollte die Dicke im allgemeinen innerhalb des Be­ reiches von etwa 1 µm bis 50 µm, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1 µm bis 30 µm liegen. Wenn der nicht magnetische Träger 1 die Form einer Platte oder einer Karte aufweist, sollte deren Dicke im allgemeinen inner­ halb des Bereiches von etwa 0,5 mm bis 10 mm liegen. In dem Fall, in dem der nicht magnetische Träger 1 die Form einer zylinderförmigen Trommel aufweist, ist deren Form entsprechend der Aufzeichnungsvorrichtung zu bestimmen, in welcher sie verwendet wird.

Als magnetische Teilchen ist es möglich, solche aus ferro­ magnetischem Eisenoxyd, ferromagnetischem Chromoxyd und ferromagnetischen Legierungen zu verwenden.

Das ferromagnetische Eisenoxyd, welches als ferromagne­ tische, kleine Teilchen bei der Erfindung verwendet wer­ den kann, ist durch die allgemeine Formel FeO_x darge­ stellt, in der x einen Wert innerhalb des Bereiches von 1,33 × 1,50 aufweist. Beispiele solcher ferromag­ netischer Eisenoxyde sind Maghemit (γ-Fe₂O₃, x = 1,50), Magnetit (Fe₃O₄, x = 1.33) und Berthollide-Verbindungen dieser Verbindungen (FeO_x, 1.33 < × < 1,50). Der Wert x ergibt sich aus der Formel:

Die vorbeschriebenen, ferromagnetischen Eisenoxyde können ein zweiwertiges Metall wie Cr, Mn, Co, Ni, Cu, oder Zn mit einem Anteil innerhalb des Bereiches von 0 bis 10 Atomprozent bezüglich des ferromagnetischen Eisenoxyds enthalten.

Das ferromagnetische Chromdioxyd (CrO₂), welches bei der Erfindung verwendet werden kann, kann Metalle wie Na, K, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Tc, Ru, Sn, Ce und Pb, Halbleiter wie P, Sb und Te, oder Oxyde dieser Metalle mit einem An­ teil innerhalb des Bereiches von 0 bis 20 Gew-% enthalten.

Das vorgenannte ferromagnetische Eisenoxyd und ferromag­ netische Chromdioxyd sollten im allgemeinen ein nadelför­ miges Verhältnis innerhalb des Bereiches von etwa 2/1 bis 20/1, vorzugsweise ein nadelförmiges Verhältnis von 5/1 oder mehr und eine mittlere Teilchenlänge innerhalb des Bereiches von 0,2 µm bis 2,0 µm aufweisen.

Die ferromagnetischen Legierungsteilchen, welche bei der vorliegenden Erfindung als ferromagnetische, kleine Teil­ chen verwendet werden können, sollten einen Metallanteil von 75 Gew.-% oder mehr aufweisen, von dem 80 Gew.-% oder mehr von wenigstens einem ferromagnetischen Metall (d. h. Fe, Co, Ni, Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni oder Co-Ni-Fe) gebildet sind. Höchstens 20 Gew.-% des Metallanteils, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, können bestehen aus Al, Si, S, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba, Ta, W, Re, Au, Hy, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, B, P oder ähn­ lichen. Die ferromagnetischen Legierungsteilchen können auch kleine Mengen an Wasser, Hydroxyden oder Oxyden enthalten. Gebündelte magnetische Teilchen, wie sie in der JA-OS 57(1982)-124404 angegeben sind, können eben­ falls verwendet werden.

Der Binder, welcher in der bei der Erfindung verwendeten, magnetischen Beschichtungszusammensetzung enthalten ist, kann ein thermoplastischer Kunststoff, ein wärmehärtender Kunststoff oder ein Reaktivkunststoff oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Kunststoffe sein.

Der thermoplastische Kunststoff, welcher bei dem Binder bei der Erfindung verwendet werden kann, weist allgemein einen Erweichungspunkt von 150°C oder weniger, ein mittle­ res Molekulargewicht innerhalb des Bereiches von 10.000 bis 200.000 und einen Polymerisationsgrad innerhalb des Bereiches von etwa 200 bis 2.000 auf. Der thermoplastische Kunststoff kann beispielsweise sein ein Vinylchlorid-Vinyl­ acetatcopolymer, ein Vinylchlorid-Vinylidenchloridcopoly­ mer, ein Vinylchlorid-Acrylnitrilcopolymer, ein Acryl­ ester-Acrylnitrilcopolymer, ein Acrylester-Vinylidenchlo­ ridcopolymer, ein Acrylester-Styrencopolymer, ein Metha­ crylester-Acrylnitrilcopolymer, ein Methacrylester-Vinyl­ idenchloridcopolymer, ein Methacrylester-Styrencopolymer, ein Urethanelastomer, ein Polyvinylfluorid, ein Vinyl­ idenchlorid-Actylnitrilcopolymer, ein Butadienacrylnitril­ copolymer, ein Polyamidharz, ein Polyvinylbutyr, ein Zel­ lulosederivat (wie Zelluloseacetatbutyrat, Zellulosedi­ acetat, Zellulosetriacetat, Zellulosepropionat oder Nitro­ zellulose), ein Styrenbutadiencopolymer, ein Polyester­ harz, ein thermoplastisches Harz von der Art eines syn­ thetischen Gummis (wie Polybutadien, Polychloropren, Polyisopren, und Styrenbutadiencopolymer), oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Verbindungen.

Beispiele thermoplastischer Kunststoffe dieser Art sind beispielsweise in den japanischen Patentveröffentlichun­ gen 37(1962)-6877, 39(1964)-12528, 39(1964)-19282, 40(1965)-5349, 40(1965)-20907, 41(1966)-9463, 41(1966)- 14059, 41(1966)-16985, 42(1967)-6428, 42(1967)-11621, 43(1968)-4623, 43(1968)-15206, 44(1969)-2889, 44(1969)- 17947, 44(1969)-18232, 45(1970)-14020, 45(1970)-14500, 47 (1972)-18573, 47(1972)-22063, 47(1972 )-22064, 47(1972)- 22068, 47(1972)-22069, 47(1972)-22070 und 48(1973)-27886, sowie in den US-PSen 3,144,352; 3,419,420; 3,499,789 und 3,713,887 angegeben.

Das wärmehärtende oder reaktive Harz, welches als Bin­ der bei der Erfindung verwendet werden kann, hat im all­ gemeinen ein Molekulargewicht von 200.000 oder weniger, wenn es in der Form der Beschichtungslösung vorliegt, und weist eine unbegrenzte Zunahme des Molekulargewichtes wegen der Kondensationsreaktion oder Additionsreaktion oder ähnlichem auf, wenn die Lösung auf den Träger auf­ gebracht wird und trocknet. Bevorzugt sollte das Harz oder der Kunststoff dieser Art nicht vor der Wärmezer­ setzung erweichen oder schmelzen. Beispiele für den Kunststoff dieser Art sind Phenolformaldehyd-Novolakharz, ein Phenolformaldehyd-Resolharz, ein Phenolfurfuralharz, ein Xylenformaldehydharz, ein Ureaharz, ein Melaminharz, ein Trockenöl-Alkydharz, ein mit Phenolharz modifizier­ tes Alkydharz, ein mit Maleinharz modifiziertes Alkyd­ harz, ein ungesättigtes Polyesterharz, eine Kombination von Epoxyharz mit einem Härter (z. B. Polyamin, Säurean­ hydrid, Polyamidharz oder ähnliches), ein feuchtigkeits­ härtendes Polyesterharz mit Isocyanatendgruppe, ein feuchtigkeitshärtendes Polyätherharz mit Isocyanatend­ gruppe, ein Polyisocyanatvorpolymerisat (z. B. eine Ver­ bindung mit drei oder mehr Isocyanatgruppen pro Molekül, welches durch die Reaktion von Diisocyanat und Triol mit geringem Molekulargewicht erhalten wird, ein Diiso­ cyanat-Trimer oder -Tetramer oder ähnliches), ein Harz, welches ein Polyisocyanatvorpolymerisat und einen akti­ ven Wasserstoff enthält (z. B. Polyesterpolyol, Polyäther­ polyol, Acrylcopolymerisat, Maleincopolymerisat, 2- Hydroxyäthylmethacrylatcopolymerisat, Para-Hydroxysty­ rencopolymerisat oder ähnliches) und eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Verbindungen.

Beispiele wärmehärtender Harze oder reaktiver Harze die­ ser Art sind beispielsweise beschrieben in den japanisch­ en Patentveröffentlichungen 39(1964)-8103, 40(1965)-9779, 41(1966)-7192, 41(1966)-8016, 41(1966)-14275, 42(1967)- 18179, 43(1968)-12081, 44(1969)-28023, 45(1970)-14501, 45(1970)-24902, 46(1971)-13103, 47(1972)-22065, 47(1972)- 22066, 47(1972)-22067, 47(1972)-22072, 47(1972)-22073, 47(1972)-28045, 47(1972)-28048, und 47(1972)-28922; und den US-PSen 3,144,353; 3,320,090; 3,427,510; 3,597,273; 3,781,210 und 3,781,211.

Die vorgenannten Binder können für sich alleine oder als Mischung von zwei oder mehreren von ihnen verwendet wer­ den. Die Binder werden in der magnetischen Beschichtungs­ zusammensetzung mit einem Anteil innerhalb des Bereiches von 8 bis 400 Gewichtsteile, vorzugsweise 10 bis 200 Ge­ wichtsteile, pro 100 Gewichtsteile ferromagnetischer Teilchen verwendet.

Zusätzlich zu den Bindern und magnetischen Teilchen kön­ nen Zusätze wie Dispergierungsmittel, Schmiermittel, Schleifmaterialien (abrasive materials), und antista­ tische Stoffe zu der magnetischen Beschichtungszusammen­ setzung 5 hinzugefügt werden.

Von den Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymerisaten sollten vorzugsweise jene als Binder verwendet werden, die Car­ boxylgruppen enthalten. Copolymerisate dieser Art wer­ den durch Copolymerisation von Vinylchlorid, Vinylace­ tat und einer polymerisierbaren, ungesättigten Carboxyl­ säure erhalten. Als polymerisierbare, ungesättigte Car­ boxylsäure kann Maleinsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure oder ähnliches verwendet werden.

Die magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 wird durch Kneten von ferromagnetischen Teilchen, Binder, Dispergierungsmittel, Schmiermittel, Schleifmaterial, antistatischem Zusatzstoff, Korrosionsschutzmittel, Pilzschutzmittel und Lösungsmittel erhalten. Bei der Herstellung der magnetischen Beschichtungszusammen­ setzung 5 können die Bestandteile in eine Knetmaschine auf einmal oder aufeinanderfolgend eingegeben werden. Beispielsweise können die magnetischen Teilchen zuerst einem Lösungsmittel, welches ein Dispergierungsmittel enthält, beigegeben werden und während einer vorbe­ stimmten Zeitdauer geknetet werden, um die magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 zu erhalten.

Es ist möglich, verschiedene Arten von Knetmaschinen für die magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 zu ver­ wenden, beispielsweise eine Doppelrollenmühle, eine Dreirollenmühle, eine Kugelmühle, eine Kugelmühle mit Steinen, eine Sandmühle, eine Szegvari-Reibungsmühle, eine Dispersionsmaschine mit schnellaufendem Rührer, eine schnellaufende Steinmühle, eine schnellaufende Schlagmühle, eine Dispergierungsvorrichtung, ein Kneter, ein schnellaufender Mischer, eine Homogenisierungsvor­ richtung, eine Ultraschalldispersionsmaschine oder ähn­ liches.

Knet- und Dispersionstechniken sind beispielsweise be­ schrieben in "Paint Flow and Pigment Dispersion" von T.C. Patton, John Wiley & Sons, 1964, und den US-PSen 2,581,414 und 2,855,156.

Organische Lösungsmittel, die als Dispergierungs- und Beschichtungslösemittel verwendet werden können, sind beispielsweise Ketone wie Acteon, Methyläthylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon, Ester wie Methyl­ acetat, Äthylacetat, Butylacetat, Äthyllactat und Glycol­ acetatmonoäthyläther, Äther wie Äthyläther, Äthylenglycol­ dimethyläther, Äthylenglycolmonoäthyläther und Dioxan, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluen und Xylen, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylchlorid, Äthylchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Äthyl­ chlorhydrin und Dichlorbenzol oder ähnliches.

Statt den Beschichtungskopf hier zu verwenden, kann die magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 auf den nicht magnetischen Träger 1 durch andere Beschichtungsverfah­ ren aufgebracht werden, wie beispielsweise durch Beschich­ tung mit einem Luftaufstrichmesser, mit einer Klinge, ei­ nem Luftmesser, durch Aufdrücken, durch Imprägnieren, durch umgekehrtes Walzen, durch Übertragungswalzen, mit einem Gravurstreichverfahren, mittels eines Schleifauf­ trages oder einer Schleuderbeschichtung. Diese Beschich­ tungsverfahren sind im Einzelnen beispielsweise beschrie­ ben in "Coating Kogaku" (Coating Engineering), S. 253-277, (20. März 1971) verlegt von Asakura Shoten (Japan).

Im Falle eines mehrschichtigen, magnetischen Aufzeichnungs­ mediums wird die magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 auf den nichtmagnetischen Träger 1 mittels eines der vorgenannten Beschichtungsverfahren aufgebracht und ge­ trocknet, und die Beschichtungs- und Trockenvorgänge werden wiederholt, um zwei oder mehrere magnetische Schich­ ten bei fortlaufendem Beschichtungsbetrieb zu erhalten. Auch können zwei oder mehrere einander überlagerte, mag­ netische Schichten auf den nichtmagnetischen Träger 1 mit einem Verfahren zur gleichzeitigen Mehrbeschichtung auf­ gebracht werden, wie es beispielsweise beschrieben ist in JA-OS 48(1973)-98803 (DT-OS 23 09 159) und 48(1973)-99233 (DT-AS 23 09 158).

Die magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 wird mit einer solchen Menge aufgebracht, daß die Dicke der mag­ netischen Schicht nach dem Trocknen innerhalb des Be­ reiches von 0,5 µm bis etwa 6 µm liegt. Wenn zwei oder mehr magnetische Schichten einander überlagert wer­ den, sollte die Gesamtdicke innerhalb dieses Bereiches liegen. Die Dicke wird gemäß dem Anwendungsbereich, der Form und den Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungs­ mediums bestimmt.

Bevor die Beschichtungsschicht 5′ getrocknet ist, kann ihre Oberfläche unter Verwendung eines Magnetglätters, einer Glättungsspule, einer Glättungsklinge, einer Glät­ tungsrakel oder ähnliches geglättet werden. Glättungsver­ fahren sind beschrieben beispielsweise in GB-PS 1,191,424, JA-PSen 47(1972)-38802 und 48(1973)-11336 und JA-OSen 49(1974)-53631, 50(1975)-112005, und 51(1976)-77303.

Wenn die Oberfläche der Beschichtungsschicht 5′ nach ihrem Trocknen kalandriert wird, sollte vorzugsweise ein Satinier- Hochkalanderverfahren verwendet werden, bei dem der nicht­ magnetische Träger 1 zwischen einem Paar aus einer Metall­ rolle und einer Baumwollrolle oder einer Kunststoffrolle (z. B. Nylon, Polyurethan) oder zwischen einem Paar von Metallrollen hindurchläuft. Das Hochkalanderverfahren sollte vorzugsweise bei einem Rollendruck innerhalb des Bereiches von ungefähr 25 kg/cm bis 500 kg/cm bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches von etwa 35 bis 150°C und einer Verfahrensgeschwindigkeit innerhalb des Be­ reiches von etwa 5 m/Min bis 200 m/Min durchgeführt werden. Temperaturen und Walzendrücke oberhalb der vor­ genannten Bereiche beeinträchtigen die magnetische Schicht und den nichtmagnetischen Träger 1 nachteilig. Verfahrens­ geschwindigkeiten unterhalb von 5 m/Min liefern keine Oberflächenglättungswirkung und jene oberhalb von unge­ fähr 200 m/Min machen es schwierig, das Verfahren durch­ zuführen.

Oberflächenglättungsverfahren sind bespielsweise be­ schrieben in US-PSen 2,688,567, 2,998,325 und 3,783,023, DT-OS 24 05 222, JA-OS 49(1974)-53631, 50(1975)-10337, 50(1975)-99506, 51(1976)-92606, 51(1976)-102049 und 51(1976)-103404 und JA-PS 52(1977)-17404.

Die Erfindung wird nun anhand von nichteinschränkenden Beispielen beschrieben, bei denen die Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wurde.

Beispiel 1

Eine magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 wurde durch Mischen der weiter unten beschriebenen Stoffe in einer Kugelmühle hergestellt.

Co-γ-Fe₂O₃ (magnetische Teilchen)
100 Teile
Koerzitivkraft (Hc): (650 Oerstedt) 51,7 × 10³ A/m, spezifische Oberfläche: 40 m²/g @	Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymerisat (Binder)	20 Teile
Maleinsäureanteil: 4%, 400X110A von Nippon Zeon Co.,Ltd. @	Thermoplastisches Polyurethan (Binder)	10 Teile
N-2304 von Nippon Polyurethan K.K. @	Plamitinsäure (Schmiermittel)	2 Teile
Butylstearat (Schmiermittel)	1 Teil
α-Al₂O₃ (Schleifmaterial)	5 Teile
Teilchengröße 0,20 µm @	Methyläthylketon (organisches Lösungsmittel)	150 Teile
Cyclohexanol (organisches Lösungsmittel)	100 Teile
Toluol (organisches Lösungsmittel)	50 Teile

Auf die Oberfläche eines Trägers (nichtmagnetischer Trä­ ger 1) aus 15 µm dickem Polyäthylenterephthalat wurde die magnetische Beschichtungszusammensetzung 5 so auf­ gebracht, daß die Dicke der aufgebrachten Beschichtungs­ schicht nach dem Trocknen 5 µm betrug. Nach dem endgül­ tigen Trocknen wurde ein Hochkalanderverfahren durchge­ führt, um ein Magnetband zu erhalten. Ein Solenoid mit einer mittleren Magnetflußdichte von 0,2 Tesla (2000 Gauss) wurde als Endausrichtungsmagnet 10 verwendet. Das derart er­ haltene Magnetband wurde auf eine Breite von 12.7 mm ge­ schnitten.

Auf diese Weise wurden die Magnetbandproben Nr. 1, 2 und 3 hergestellt, wobei ein einpoliger Permanentmagnet, ein zweipoliger Permanentmagnet bzw. ein Solenoid mit einer mittleren Magnetflußdichte von 0,16 Tesla (1600 Gauss) als Magnet 6 zur vorläufigen Ausrichtung in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendet wurde.

Zum Vergleich wurde die Probe Nr. 4 in der gleichen Wei­ se wie die Probe Nr. 1 hergestellt, jedoch mit der Aus­ nahme, daß eine anfängliche Ausrichtung mit dem Magnet 6 zur anfänglichen Ausrichtung gemäß Fig. 1 nicht durch­ geführt wurde. Die Probe Nr. 5 wurde zum Vergleich in der gleichen Weise wie die Probe Nr. 1 hergestellt je­ doch mit der Ausnahme, daß die magnetische Ausrichtung ein einziges Mal unter Verwendung eines Solenoids gemäß dem Stand der Technik und dann das Trocknen einmal un­ abhängig von dem Ausrichtungsschritt durchgeführt wurde. Die Probe Nr. 6 wurde zum Vergleich in der gleichen Wei­ se wie die Probe Nr. 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die anfängliche Ausrichtung durchgeführt wurde und daß dann die endgültige Ausrichtung in einer Trockenein­ richtung durchgeführt wurde, wie es beispielsweise in der JA-OS 52(1977)-141612 beschrieben ist. Ferner wurde die Probe Nr. 7 in der gleichen Weise wie die Probe Nr. 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das anfängliche Trocknen und die anfängliche magnetische Ausrichtung in dieser Reihenfolge durchgeführt wurden, woraufhin das endgültige Trocknen erfolgte, wie es beispielswei­ se in der JA-OS 56(1981)-36496 beschrieben ist.

Die Glätteverhältnisse und die Rechteckigkeitsverhält­ nisse (Werte, die erhalten werden, indem die restliche Magnetflußdichte Br durch die gesättigte Magnetflußdich­ te Bm dividiert wird) der Magnetbandproben Nr. 1-7 wurden gemessen. Fig. 2 zeigt die Meßergebnisse. Aus Fig. 2 ist klar ersichtlich, daß die magnetischen Aufzeichnungsme­ dien (Proben 1, 2 und 3), die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, ein größeres Glanz­ verhältnis und eine bessere Oberflächenglätte aufweisen als jene magnetischen Aufzeichnungsmedien (Proben Nr. 4 bis 7), die nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellt worden sind. Auch zeigen die magnetischen Aufzeichnungs­ medien, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge­ stellt worden sind, eine ausgezeichnete magnetische Aus­ richtung und ein sehr großes Rechteckigkeitsverhältnis (nahe bei 0,9) auf, welche nicht mit dem herkömmlichen Verfahren erhalten werden konnten.

Beispiel 2

Magnetbandproben Nr. 8, 9, 10 und 11 wurden in der glei­ chen Weise wie die Probe Nr. 1 beim Beispiel 1 herge­ stellt, mit der Ausnahme, daß die Teilchengröße und die Koerzitivkraft von Co-γ-Fe₂O₃ geändert wurden. Auch wur­ den Proben Nr. 12, 13, 14 und 15 zum Vergleich in der gleichen Weise wie die Probe Nr. 5 beim Vergleich in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß die Teilchengröße und die Koerzitivkraft von Co-γ-Fe₂O₃ auf die gleichen Werte wie bei den Proben Nr. 8, 9, 10 und 11 geändert wurden, wie es unten in der Tabelle angegeben ist. Die Teilchengröße der magnetischen Teilchen wurde als Wert der spezifischen Oberfläche (m²/g) festgelegt.

Das Rechteckigkeitsverhältnis (Br/Bm) und das Video- Signal-Untergrundverhältnis der vorgenannten Proben wurde jeweils gemessen. Fig. 3 und 4 zeigen die Meß­ ergebnisse.

Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, besteht bezüglich des Ausrichtungszustandes die Neigung dahin, daß dieser ge­ stört ist, wenn die Teilchengröße der magnetischen Teil­ chen verringert wird, d. h. wenn deren spezifischer Ober­ flächenbereich vergrößert wird. Jedoch ist das Maß der Abnahme des Rechteckigkeitsverhältnisses (Br/Bm), wenn die Teilchengröße der magnetischen Teilchen bei dem mag­ netischen Aufzeichnungsmedium (Proben Nr. 1 und 8 bis 11) verringert wird, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, geringer als bei magnetischen Aufzeichnungsmedien (Proben Nr. 5 und 12 bis 15), die nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellt worden sind. Somit weisen die erfindungsgemäß hergestellten, magne­ tischen Aufzeichnungsmedien eine geringere Neigung einer Störung des Ausrichtungszustandes auf.

Auch ist, wie es Fig. 4 zeigt, die Größe der Verbesserung des Signal-Untergrund-Verhältnisses, welches durch Ver­ ringerung der Teilchengröße der magnetischen Teilchen und durch Erhöhung der Oberflächenglätte bei den erfin­ dungsgemäß hergestellten, magnetischen Aufzeichnungsme­ dien erzielt wird, beträchtlich größer als bei den nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellten, magnetischen Aufzeichnungsmedien.

Bei den herkömmlichen Verfahren war es nicht immer mög­ lich, eine Ausrichtung der magnetischen Teilchen zu er­ reichen, wenn in der magnetischen Beschichtungszusammenset­ zung als Binder ein Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymeri­ sat verwendet wurde, welches Maleinsäure enthält. Jedoch war es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die magnetischen Teilchen ausreichend auch dann auszurichten, wenn diese Art von Binder verwendet wurde.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeich­ nungsmediums, bei welchem eine magnetische Beschichtungszusammensetzung, welche einen in einem Lösungsmittel gelösten Binder und in diesem disper­ gierte magnetische Teilchen umfaßt, auf eine Oberflä­ che eines nichtmagnetischen, fortlaufend bewegten Trä­ gers aufgebracht wird, worauf die derart aufgebrachte Beschichtung magnetisch ausgerichtet und getrocknet wird, gekennzeichnet durch die folgende Abfolge von Verfahrensschritten:

• - Aufbringen der magnetischen Beschichtungszusammenset­ zung auf die Oberfläche des nichtmagnetischen Trägers,
• - Ausführen einer vorläufigen magnetischen Ausrichtung mit Hilfe einer Einrichtung, welche eine mittlere Mag­ netflußdichte von 0,03 bis 0,5 Tesla (300 bis 5000 Gauss) liefert,
• - Ausführen einer vorläufigen Trocknung in einem solchen Ausmaße, daß das Verhältnis des in der aufgetragenen Beschichtungsschicht zurückbleibenden Lösungsmittels innerhalb eines Bereiches von 50 bis 95% des Ver­ hältnisses bei der ursprünglichen magnetischen Beschichtungszusammensetzung liegt,
• - Ausführen einer abschließenden magnetischen Orientie­ rung während einer Zwischentrocknung, bei welcher das Verhältnis des in der Beschichtungsschicht zurückblei­ benden Lösungsmittels 5 bis 70% des Verhältnisses bei der ursprünglichen magnetischen Beschichtungszusammen­ setzung ausmacht,
• - Durchführen der abschließenden Trocknung in einem sol­ chen Ausmaße, daß das Verhältnis des in der Beschich­ tungsschicht zurückbleibenden Lösungsmittels kleiner als 5% des Verhältnisses in der ursprünglichen magne­ tischen Beschichtungszusammensetzung ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorläufige magnetische Orientierung mit Hilfe einer ein Magnetfeld erzeugenden Einrichtung durchgeführt wird, welche eine mittlere Magnetflußdichte von 0,1 bis 0,4 Tesla (1000 bis 4000 Gauss) liefert.