DE3725526A1

DE3725526A1 - Magnetisches aufnahmemedium und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3725526A1
Application number: DE3725526A
Authority: DE
Inventors: Noboru Isoe; Tetsuo Mizumura; Kunio Wakai
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1986-08-01
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1988-02-11
Also published as: KR920001298B1; US4826739A; JPS6339131A; KR880002735A

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufnahmemedium mit insbesondere einem ferromagnetischen dünnen Metallfilm, das ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Laufeigen schaften aufweist und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Korrosionsbeständigkeit wird durch eine Schicht auf der Rückseite erreicht, d. h. eine Gleitmittelschicht auf der Rückseite des Substrats.

Das magnetische Aufnahmemedium, das aus einem Substrat und darauf oder auf einer Zwischenschicht einer magnetischen Schicht eines dünnen ferromagnetischen Metallfilms, der Kobalt als Hauptbestandteil enthält, besteht, hat ausge zeichnete Aufnahmeeigenschaften bei hoherDichte. Auf der anderen Seite hat es jedoch nur eine geringe Korrosions beständigkeit, da das Kobalt auf der Oberfläche der magne tischen Schicht der Atmosphäre ausgesetzt ist. Bisher wurde versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß das Kobalt auf der Oberfläche durch Oxydation passiviert wurde, und zwar beispielsweise durch Erhitzen der Ober fläche der magnetischen Schicht und Bilden einr Schutz schicht aus Kobaltoxid, wie Co₃O₄ (JP-A-20 025/67) oder durch Bilden eines komplexen Oxids, wie das Oxid von Co₃O₄ und CO₂O₃ durch Inberührungbringen der Oberfläche mit einer Ozonatmosphäre (JP-A-63 031/84) oder durch Bilden einer Schutzschicht aus Kobaltoxiden, wie CoO und Co₃O₄, durch Glimmentladungsbehandlung der Oberfläche (JP-A-41 439/83).

Um die Laufeigenschaften zu verbessern, wurden herkömmli che magnetische Aufnahmemedien mit dünnen ferromagneti schen Metallfilmen einer Kobaltlegierung vorgeschlagen, in denen das Substrat, das ein Bestandteil des Mediums ist, auf der Rückseite mit einem Gleitmittel beschichtet wurde. Wird ein solches magnetisches Aufnahmemedium jedoch in Bandform auf eine Rolle aufgewickelt, d. h. in Form einer Bandrolle, so hat es den Nachteil, daß die dünne ferromagnetische Metallschicht der Kobaltlegierung auf der Oberfläche des Mediums in engem Kontakt mit der Beschich tung auf der Rückseite des Substrats ist und somit durch die Rückseitenbeschichtung beeinträchtigt werden kann. Wird die Rückseite wegen der Feuchtigkeit in der Atmo sphäre sauer, so wird die Schutzschicht des passivierten Kobaltfilms leicht zerstört oder weggelöst, die magneti sche Schicht korrodiert und als Folge verringern sich die Eigenschaften und insbesondere die Laufeigenschaft des magnetischen Aufnahmemediums.

Aufgabe der Erfindung war es daher, die Nachteile der herkömmlichen magnetischen Aufnahmemedien mit einer solchen Rückseitenbeschichtung zu beseitigen, d. h. der Gleitmittelschicht auf der Rückseite des Substrats des Aufnahmemediums, die durch die Feuchtigkeit der Atmosphäre sauer wird und zu einer Korrosion der sie berührenden magnetischen Schicht führt. Aufgabe der Erfindung war es außerdem, ein magnetisches Aufnahmemedium mit ausgezeich neter Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichneten Lauf eigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst durch ein magneti sches Aufnahmemedium aus einem Substrat, darauf einer mag netischen Schicht, einem passivierten Film auf der magne tischen Schicht und einer ein Gleitmittel enthaltenden Rückseitenbeschichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Rückseitenbeschichtung einen pH-Wert von 6,3 oder darüber hat.

Es wurde nämlich festgestellt, daß eine passivierte Kobaltschicht auf der Oberfläche einer dünnen ferromagne tischen Metallschicht, die Kobalt allein oder Kobalt als Hauptbestandteil enthält, bei Berührung mit einer sauren Lösung oder Atmosphäre bei einem pH-Wert unter 6,3 zer stört oder weggelöst wird. Hat aber die Rückseitenbe schichtung, die eine Gleitmittelschicht in Berührung mit der magnetischen Schicht in Form einer Bandrolle ist, einen pH-Wert von 6,3 oder darüber, so wird die passi vierte Kobaltschicht auf der Oberfläche der magnetischen Schicht, die mit dieser Rückseitenschicht in Berührung ist, nicht zerstört und auch nicht weggelöst, auch dann nicht, wenn die Feuchtigkeit der Atmosphäre auf dem Magnetband kondensiert worden ist. Auf diese Weise konnte ein korrosionsbeständiges magnetisches Aufnahmemedium mit hoher Zuverlässigkeit und Beständigkeit erreicht werden.

Die Erfindung wird durch die Abbildung erläutert, die einen Querschnitt eines Magnetbands, das gemäß Beispiel 1 hergestellt worden ist, darstellt. Dabei ist

1 das Substrat (Polyethylen-terephthalat-Film)
2 ein dünner ferromagnetischer Metallfilm,
3 ein passivierter Kobaltfilm und
4 eine Rückseitenschicht (Gleitmittelschicht).

Die Einstellung des pH-Wertes der Rückseitenbeschichtung, d. h. der Gleitmittelschicht, wird erfindungsgemäß durch Zugabe einer geeigneten Menge einer alkalischen Verbindung zu verschiedenen Gleitmitteln erreicht. Der pH-Wert der Rückseitenbeschichtung wird auf den vorgeschriebenen Wert durch Messen mit einem pH-Meter eingestellt. Ein pH-Wert der Rückseitenbeschichtung unter 6,3 ist nicht erwünscht, da der passivierte Kobaltfilm unter sauren Bedingungen, d. h. bei einem pH-Wert unter 6,3, zerstört wird. Mit stei gendem pH-Wert wird der passivierte Kobaltfilm bis zu der oberen Grenze von pH 14 stabiler.

Als Gleitmittel für die Rückseite des magnetischen Auf nahmemediums können herkömmliche Gleitmittel verwendet werden, wie aliphatische, Fluor-, Silicon- oder Kohlen wasserstoff-Gleitmittel. Aliphatische Gleitmittel sind Fettsäuren und ihre Metallsalze und Ester, Fettsäureamide und aliphatische Alkohole, beispielsweise Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure, Stearinsäure und Behensäure. Geeignete Metallsalze dieser Fettsäuren sind Lithium-, Natrium-, Calcium-, Magnesium-, Aluminium-, Eisen-, Kobalt-, Zink-, Barium- und Bleisalze. Beispiele für Fettsäureester sind Butylstearat, Octylmyristat, Stearinsäure-monoglyceride, Palmitinsäure-monoglycerid, Ölsäure-monoglycerid und Pentaerythrit-tetrastearat. Bei spiele für Fettsäureamide sind Capronsäureamid, Caprin säureamid, Laurinsäureamid, Palmitinsäureamid, Behensäureamid, Ölsäureamid, Linolsäureamid und Methylen bistearinsäureamid. Beispiele für Fettalkohole sind Stearylalkohol und Myristylalkohol. Es können aber auch Chloride, wie Trimethylstearylammoniumchlorid und Stearyl chlorid, sowie Amine, wie Stearylamin, Stearylaminacetat und Stearylamin-hydrochlorid, eingesetzt werden.

Beispiel für geeignete Fluor enthaltende Gleitmittel sind Trichlorfluorethylen, Perfluorpolyether, Perfluoralkyl polyether und Perfluoralkylcarbonsäuren. Beispiele für handelsübliche Produkte sind Diflon # 20 (Daikon Kogyo Co) Krytox M aud H Tydex AR (Du Pont Co) und Fomblin Z (Montedison Co).

Geeignete Silicon-Gleitmittel sind Siliconöle und modifi zierte Siliconöle. Als Kohlenwasserstoff-Gleitmittel kön nen Paraffine, Squalan und Wachse eingesetzt werden.

Die Rückseitenbeschichtung kann zusätzlich zu den angege benen Gleitmitteln, die die Gleitschicht ausmachen, her kömmliche Zusatzstoffe enthalten, wie rostverhindernde Zusätze.

Hat das Gleitmittel, das für die Rückseitenbeschichtung verwendet wird, einen pH-Wert von 6,3 oder mehr, so kann es als solches verwendet werden. Weist das Gleitmittel je doch einen pH-Wert unter 6,3 auf, so muß der pH-Wert durch Zugabe einer alkalischen Verbindung, wie beispielsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Natriumhydrogen carbonat auf den vorgeschriebenen Wert eingestellt werden. Das auf den richtigen pH-Wert eingestellte Gleitmittel wird in einem geeigneten Lösungsmittel wie Toluol, Methyl isobutylketon, Methylethylketon, Cyclohexanon, Ethyl acetat, Isopropylalkohol, "Fleon", Tetrahydrofuran, Di methylformamid oder Dioxan gelöst. Die entstandene Lösung wird durch Beschichten, Aufsprühen oder Eintauchen auf das Substrat zu einer Rückseitenbeschichtung mit einem pH-Wert von 6,3 oder mehr aufgebracht. Zusätzlich zu den oben an gegebenen alkalischen Verbindungen kann mindestens eine anorganische oder organische Verbindung verwendet werden, die den auf der magnetischen Schicht gebildeten passivier ten Kobaltfilm nicht zerstört oder auflöst und die den pH-Wert im Bereich von 6,3 bis 14 hält.

Die Erfindung wird durch die Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Ein Magnetband mit der in der Abbildung dargestellten Struktur wurde wie folgt hergestellt:

Ein dünner ferromagnetischer Metallfilm 2 mit einer Dicke von 1500 A, der aus einer Legierung von Kobalt und 20 Masse-% Nickel bestand, wurde durch Verdampfen bei einem schrägen Einfallswinkel auf einem Polyethylen-terephtha lat-Film mit einer Dicke von 1,9 µm unter einem Druck von 8 × 10^-3 Pa (6 × 10^-5 Torr) und Einführung von Sauerstoff hergestellt. Der Film mit der Metallschicht wurde konti nuierlich auf eine Rolle aufgewickelt. Die Filmrolle wurde der Atmosphäre ausgesetzt und in ein verschlossenes Gefäß eingebracht. Das Gefäß wurde bis auf einen Druck von 6,7 Pa (50 m Torr) evakuiert und bis zu einem Druck von 1,2 bar (1,3 at) mit Sauerstoff beaufschlagt. Das verschlos sene Gefäß wurde 150 Stunden stehengelassen, um die Ober fläche des dünnen ferromagnetischen Metallfilms 2 zu pas sivieren, wodurch der passivierte Kobaltfilm 3 entstand. Auf die Rückseite des Substrats 1 aus einem Polyethylenterephthalat-Film wurde ein Gleitmittel (Fomblin Z, DIOL von Montedison Co), das auf einen pH-Wert von 6,5 mit Natriumhydrogencarbonat eingestellt worden war, aufge bracht und bildet die Rückseitenbeschichtung 4. Das entstandene Produkt wurde auf eine vorgeschriebene Länge zu einem Magnetband geschnitten.

Beispiel 2

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Magnetband hergestellt mit dem Unterschied, daß Tydex 84 (Du Pont Co) als Gleitmittel anstelle von Fomblin Z, DIOL verwendet wurde und die Rück seitenbeschichtung auf einen pH-Wert von 7,3 eingestellt wurde.

Beispiel 3

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Magnetband hergestellt mit dem Unterschied, daß als Gleitmittel Laurinsäure anstelle von Fomblin Z, DIOL verwendet und die Rückseitenbeschichtung auf pH 7,5 eingestellt wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Magnetband hergestellt mit dem Unterschied, daß Myristinsäure anstelle von Fomblin Z, DIOL verwendet und die Rückseitenbeschichtung auf pH 4,8 eingestellt wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Gemäß Beispiel 1 wurde ein Magnetband hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle des Gleitmittels Fomblin Z, DIOL Stearinsäure verwendet und die Rückseitenbeschichtung auf pH 6,1 eingestellt wurde.

Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestell ten Magnetbänder wurden auf Rollen zu Magnetbandrollen aufgewickelt, in denen die Rückseitenbeschichtung und die Oberfläche der magnetischen Schicht miteinander in Berüh rung waren. Die Magnetbänder wurden bei 60°C und 90% relativer Feuchtigkeit stehengelassen. Die zeitliche Ver änderung des Reibungskoeffizienten der Magnetbandober fläche wurde bestimmt. Die Korrosionsbeständigkeit und die Laufeigenschaft wurden durch Begutachtung der Oberfläche der magnetischen Schicht mit freiem Auge geschätzt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt. Der Rei bungskoeffizient wurde in einem Gleitreibungs-Prüfgerät bestimmt. Die Ergebnisse sind als kinetischer Reibungs koeffizient angegeben.

Tabelle

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen aufgerollten Magnetbänder mit einer Rückseitenbeschichtung mit einem pH-Wert von 6,3 oder darüber sogar nach langer Lagerzeit bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgezeichnet korrosionsbeständig sind und einen unver änderten Reibungskoeffizienten aufweisen, was für gute Laufeigenschaft, hohe Beständigkeit und hohe Verläßlich keit des erfindungsgemäßen magnetischen Aufnahmemediums spricht.

In den vorstehenden Beispielen wurde Natriumhydrogen carbonat als Alkaliverbindung zur Einstellung des pH-Werts der Rückseitenbeschichtung verwendet. Die gleiche Wirkung wurde mit Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid oder mit an deren alkalischen anorganischen oder organischen Verbin dungen, die den passivierten Kobaltfilm nicht zerstörten, erhalten.

Die gleiche Wirkung wie mit den oben beschriebenen Han delsprodukten, d. h. Fomblin Z, DIOL (Montedison Co) und Tydex 84 (Du Pont Co) als Gleitmittel wurden mit ali phytischen Gleitmitteln, Fluor enthaltenden Gleitmitteln, Silicon- oder Kohlenwasserstoff-Gleitmitteln erreicht.

Als metallischen Bestandteil für den dünnen ferromagneti schen Metallfilm des erfindungsgemäßen magnetischen Auf nahmemediums können Kobalt allein oder Legierungen ver wendet werden, die Kobalt als Hauptbestandteil enthalten, wie Co-Ni, Co-Cr, Co-P, Co-Pd, Co-Fe, Co-Ni-P, Co-Fe-Cr, Co-Ni-Cr, Co-Fe-Ni, Co-Ti und Co-Cu.

Als Substrat für das erfindungsgemäße magnetische Auf nahmemedium können Polyethylen-terephthalat oder andere herkömmliche Kunststoffilme verwendet werden, wie synthe tische Kunstharzfilme, beispielsweise Polyamid-, Polyimid-, Polyesterfilme und Kunststoff-Verbundfilme.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß das erfin dungsgemäße magnetische Aufnahmemedium, das eine Rücksei tenbeschichtung mit einem eingestellten pH-Wert aufweist, korrosionsbeständig ist, d. h. der auf der Oberfläche eines dünnen ferromagnetischen Metallfilms gebildete passivierte Kobaltfilm wird nicht korrodiert, auch nicht, wenn das Magnetband aufgerollt lange Zeit bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gelagert wird. Somit weist das erfin dungsgemäße magnetische Aufnahmemedium ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Laufeigenschaft und folglich hohe Beständigkeit und hohe Zuverläßlichkeit auf.

Claims

1. Magnetisches Aufnahmemedium aus einem Substrat, darauf einer magnetischen Schicht, einem passivierten Film auf der Oberfläche der magnetischen Schicht und einer ein Gleitmittel enthaltenden Rückseitenbeschichtung auf der Rückseite des Substrats, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseitenbeschichtung einen pH-Wert von 6,3 oder darüber hat.

2. Magnetisches Aufnahmemedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht Kobalt oder eine Legierung mit Kobalt als Hauptbestandteil enthält und der passivierte Film ein passivierter Kobaltfilm ist.

3. Magnetisches Aufnahmemedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseitenbeschichtung mindestens ein aliphatisches Gleitmittel, Fluor enthal tendes Gleitmittel, Silicon- und/oder Kohlenwasserstoff- Gleitmittel enthält.

4. Magnetisches Aufnahmemedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseitenbeschich tung mindestens entweder eine Perfluoralkylcarbonsäure oder einen Perfluoralkylpolyether enthält.

5. Magnetisches Aufnahmemedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseitenbeschich tung außerdem Natriumhydrogencarbonat enthält.

6. Magnetisches Aufnahmemedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseitenbeschich tung außerdem Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid enthält.

7. Verfahren zur Herstellung des magnetisches Aufnahme mediums nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Rückseite eines Substrats mit darauf einer magnetischen Schicht und einem passivierten Film auf der magnetischen Schicht mit einem Gleitmittel mit einem pH-Wert von 6,3 oder darüber beschichtet wird.