DE3801877A1 - Magnetischer datentraeger und herstellungsverfahren dafuer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Datenträger und ein Herstellungsverfahren dafür; insbesondere betrifft die Erfindung einen magnetischen Datenträger, der speziell für den Einsatz in z. B. Magnetplattengeräten geeignet ist und sehr gute Eigenschaften hinsichlich Abriebfestigkeit, Stabilität und Betriebszuverlässigkeit hat, sowie ein Herstellungsverfahren dafür.

Ein magnetischer Datenträger zur Verwendung in Magnetgeräten etc. umfaßt im allgemeinen ein Substrat, das verschieden ausgebildet sein kann, und eine darauf gebildete Magnetschicht. Die Oberfläche des magnetischen Datenträgers unterliegt häufig einem starken Abrieb durch einen Magnetkopf od. dgl. beim Aufzeichnen bzw. der Wiedergabe von Daten. Das Nachlassen der Leistungs- bzw. Funktionsfähigkeit des magnetischen Datenträgers aufgrund des genannten Abriebs ist heute ein schwerwiegendes Problem.

Es ist daher auf dem betroffenen Gebiet üblich, auf die Oberfläche einer Magnetschicht ein Gleitmittel aufzubringen, um die Magnetschicht vor Beschädigungen durch den magnetkopfbedingten Abrieb etc. zu schützen. Ein bevorzugtes Beispiel für ein solches bekanntes Gleitmittel ist ein fluoriertes Öl, z. B. Perfluorpolyether (US-PS 37 78 308). Eine wichtige Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur geeigneten Anwendung dieser Art von Substanz, deren Gleitfähigkeit sie zum Einsatz als Gleitmittel für einen magnetischen Datenträger befähigt.

Wenn das vorgenannte Gleitmittel auf einen magnetischen Datenträger, z. B. eine Magnetplatte, aufgebracht wird, wird die Stabilität bzw. Beständigkeit des magnetischen Datenträgers umso besser, je größer die Gleitmittelmenge ist. Ein übermäßiges Aufbringen des Gleitmittels auf die Oberfläche der Magnetschicht führt jedoch zu einer Steigerung der Adhäsionskraft zwischen dem Magnetkopf und der Datenträgeroberfläche, wenn das Magnetplattengerät angehalten wird; dies führt dazu, daß entweder der Kopf oder die Datenträgeroberfläche beschädigt wird, wenn das Gerät wieder eingeschaltet wird, oder schlimmstenfalls das Gerät nicht mehr angetrieben werden kann. Wie oben gesagt, wird die Adhäsionskraft zwischen dem Kopf und dem Datenträger durch die auf der Datenträgeroberfläche vorhandene Gleitmittelmenge beeinflußt. Es wurden bereits verschiedene Vorschläge hinsichtlich eines Verfahrens gemacht, mit dem die auf die Oberfläche der Magnetschicht aufzubringende Gleitmittelmenge geregelt werden soll, wobei die Magnetschicht porös gemacht und diese poröse Schicht mit einem Gleitmittel getränkt wird.

Beispiele für derartige Vorschläge sind eine Magnetplatte mit einer porösen Magnetschicht, bestehend aus magnetischen Teilchen, einem warmhärtbaren Harz eines Epoxid-Phenolharzsystems und nichtmagnetischen anorganischen Teilchen, wobei diese Schicht mit einem Gleitmittel getränkt wurde (vgl. JP-Offenlegungsschrift Nr. 1 94 202/1978), und ein Verfahren zur Herstellung einer porösen Magnetschicht, wobei einem Magnetlack ein organischer Zusatzstoff wie flüssiges Paraffin zugegeben und der Zusatzstoff thermisch zersetzt und verdampft wird, wenn eine gebildete Überzugsschicht gehärtet wird. (vgl. JP-Offenlegungsschriften Nr. 3 435/1981 und 10 419/1985).

Vor kurzem wurde ein magnetischer Datenträger hoher Aufzeichnungskapazität, umfassend ein thermoplastisches Harz, das zur Verwendung bei Disketten etc. geeignet ist, vorgeschlagen, wobei eine ein Gleitmittel enthaltende Unterschicht vorgesehen ist (JP-Offenlegungsschrift Nr. 73 235/1986).

Von dem obengenannten Stand der Technik ist zwar das Verfahren, bei dem eine Magnetschicht porös gemacht und die poröse Schicht mit einem Gleitmittel getränkt wird, frei von dem einen Mangel an Gleitmittel betreffenden Problem, weil bei dem konventionellen magnetischen Datenträger mit geringer Aufzeichnungskapazität und dicker Magnetschicht diese mit einer ausreichenden Gleitmittelmenge getränkt werden kann. Hinsichtlich magnetischer Datenträger mit hoher Aufzeichnungskapazität, bei denen eine immer weiter verringerte Dicke der Magnetschicht verlangt wird, muß jedoch die Porosität der Magnetschicht erhöht werden, damit die dünne Magnetschicht mit einer ausreichenden Gleitmittelmenge getränkt werden kann. Dies führt zu einem weiteren Problem in bezug auf die Stabilität des magnetischen Datenträgers, nämlich einer erheblichen Verminderung der Abriebfestigkeit der Magnetschicht.

Andererseits ergeben sich bei dem vorgenannten Verfahren, bei dem einer magnetischen Filmbeschichtung nichtmagnetische Teilchen zugefügt werden, Probleme wie etwa eine Erhöhung der Rauschleistung aufgrund des Zusatzstoffs. Ferner ist das bekannte Verfahren, bei dem eine poröse Struktur durch thermische Zersetzung eines organischen Zusatzstoffs hergestellt wird, insofern nachteilig, als die Wahl eines ungeeigneten Zusatzstoffs, der nicht die gewünschte Kompatibilität mit dem Binder des Lacks aufweist, zur Bildung großer Poren in dem Beschichtungsfilm führt, was zu Rauschen und Fehlern führt.

Das oben genannte Verfahren, bei dem in eine Unterschicht ein Gleitmittel eingebaut wird, liefert zwar eine Struktur, die für einen magnetischen Datenträger mit dünner Magnetschicht für hohe Aufzeichnungskapazität geeignet ist. Bei diesem Verfahren stimmen jedoch die Lagen der Feinporen der Unterbeschichtung nicht immer mit denen der Magnetschicht überein, so daß die Feinporen der Unterbeschichtung nicht bis zur Oberfläche der Magnetschicht durchgehen; dadurch ist es unmöglich, die Unterbeschichtung mit einer ausreichenden Gleitmittelmenge zu tränken. Insbesondere ist es im Fall einer Magnetplatte, die eine Schicht aus einem warmhärtbaren Harz aufweist, die für eine harte Platte geeignet ist, sehr schwierig, die Unterbeschichtung mit einem Gleitmittel zu tränken, weil das härtbare Harz der Magnetschicht sehr geschlossen härtet.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines magnetischen Datenträgers mit sehr guter Abriebbeständigkeit, verbesserter Stabilität und hoher Betriebszuverlässigkeit, der ohne Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit des Datenträgers mit einer großen Gleitmittelmenge in einer für einen magnetischen Datenträger, z. B. eine Magnetplatte, geeigneten Weise getränkt ist, sowie die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens für diesen Datenträger. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Gleitmittel getränkten magnetischen Datenträgers angegeben werden, der einen porösen magnetischen Beschichtungsfilm mit einer großen Anzahl Poren aufweist, die feiner und gleichmäßiger verteilt sind, als dies beim Stand der Technik der Fall ist, indem ein Zusatzstoff verwendet wird, der die elektrischen Kennlinien des magnetischen Datenträgers bei Verwendung mit einem Magnetkopf nicht nachteilig beeinflußt.

Die vorgenannte Aufgabe kann gemäß der Erfindung dadurch gelöst werden, daß ein Gleitmittel auf einen magnetischen Datenträger aufgebracht wird, der ein Substrat umfaßt, auf dem in der angebenen Reihenfolge aufgebracht sind: eine Unterbeschichtung mit einer großen Anzahl Feinporen und eine Magnetschicht mit feinen Bahnen bzw. Durchgängen für das Gleitmittel, d. h. Feinporen, die von einem Ausgangspunkt in der Unterbeschichtung zur Oberfläche der Magnetschicht verlaufen.

Der Durchmesser der vorgenannten Feinporen beträgt im allgemeinen 5 µm oder weniger, bevorzugt 1 µm oder weniger, hinsichtlich der Unterbeschichtung und 0,2 µm oder weniger hinsichtlich der Magnetschicht. Wenn der Durchmesser der Feinporen der Magnetschicht größer als 0,2 µm ist, steigen das bei der Aufzeichnung und Wiedergabe erzeugte Rauschen und/oder Fehler in nachteiliger Weise an. Da die Größe der Feinporen in der Unterbeschichtung das Auftreten von Fehlern nicht direkt beeinflußt, kann der Durchmesser der Feinporen bis zu einer Obergrenze von 5 µm erhöht werden und ist somit größer als der Porendurchmesser der Magnetschicht. Wenn allerdings der Durchmesser der Feinporen 5 µm übersteigt, wird die Gleichmäßigkeit der Unterbeschichtung nachteilig beeinflußt, wodurch die darüber aufgebrachte Magnetschicht indirekt beeinträchtigt wird, was wiederum zum Auftreten von Fehlern führt. Es ist zu beachten, daß die vorstehende Beschreibung nicht bedeuten soll, daß die Anwesenheit von Poren mit einem größeren als dem angegebenen Durchmesser vollständig ausgeschlossen ist. Bei Magnetgeräten ist es allgemein bekannt, daß geringe Fehler in gewissem Ausmaß vertretbar sind.

Der flächenmäßige Feinporenanteil der Magnetschicht liegt im wesentlichen bei 3-30%, bevorzugt bei 5-20%. Wenn der Anteil unter 3% liegt, ist die Tränkung mit Gleitmittel unzureichend. Wenn dagegen der Anteil höher als 30% ist, wird die Abriebfestigkeit der Magnetschicht nachteilig verringert. Der flächenmäßige Feinporenanteil der Unterbeschichtung liegt im wesentlichen bei 5-60%, bevorzugt bei 10-30%. Da die Unterbeschichtung keinem direkten Abrieb unterliegt, kann der flächenmäßige Feinporenanteil größer als derjenige der Magnetschicht sein. Dies ermöglicht eine weitere Steigerung der Tränkung mit Gleitmittel.

Innerhalb des vorgenannten Bereichs des flächenmäßigen Feinporenanteils, d. h. 3-30%, kann eine Gleitmitteltränkung von ca. 2 × 10⁴ g/m³ je Anteils-% erreicht werden. Daher entsprechen die vorgenannten Bereiche des flächenmäßigen Feinporenanteils von 3-30% bzw. 5-50% bzw. 5-60% bzw. 10-30% einer Gleitmitteltränkung von 6 × 10⁴ bis 60 × 10⁴ g/m³ bzw. 10 × 10⁴ bis 40 × 10⁴ g/m³ bzw. 10 × 10⁴ bis 120 × 10⁴ g/m³ bzw. 20 × 10 4 bis 60 × 10⁴ g/m³. Diese Gleitmittel-Tränkungsmengen wurden unter Anwendung einer Dichte von 2 errechnet, die nahe bei der Dichte des allgemein auf eine Magnetplatte aufgebrachten Gleitmittels, nämlich Perfluoralkylpolyether, liegt. Der Ausdruck "flächenmäßiger Feinporenanteil" bedeutet die gesamte Feinporenfläche je Flächeneinheit, betrachtet in einer mit einem REM gemachten Aufnahme.

Ein erstes Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers nach der Erfindung umfaßt das Beschichten eines Substrats mit einem ein härtbares Harz aufweisenden Lack, einem leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoff, dessen thermische Zersetzbarkeit größer als diejenige des härtbaren Harzes ist, und einem Lösungsmittel, so daß eine Unterbeschichtung entsteht, und Durchführen einer ersten Härtung der Schicht bei einer Temperatur, bei der der genannte Zusatzstoff erhalten bleibt. Anschließend werden auf die Unterbeschichtung ein eine Magnetschicht bildender Lack mit magnetischen Teilchen, einem hauptsächlich aus einem härtbaren Harz bestehenden Bindemittel und einem Lösungsmittel aufgebracht, gefolgt von Härten (zweites Härten) der resultierenden Magnetschicht und der Unterbeschichtung bei einer höheren als der ersten Härtungstemperatur der Unterbeschichtung. Während des zweiten Härtens wird der leicht thermisch zersetzbare Zusatzstoff in der Unterbeschichtung thermisch zersetzt und verstreut. Infolgedessen werden in der Unterbeschichtung Feinporen an den Stellen, an denen eine thermische Zersetzung des Zusatzstoffs erfolgt ist, gebildet, und eine von den Feinporen ausgehende Bahn, durch die ein thermisches Zersetzungsprodukt des Zusatzstoffes zerstreut wurde, dient als feine Bahn für das Gleitmittel in der Magnetschicht, so daß ein noch nicht mit Gleitmittel getränkter magnetischer Dauerträger nach der Erfindung erhalten wird.

Wenn durch die thermische Zersetzung und das Zerstreuen des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs Feinporen gebildet werden, die von der Unterbeschichtung zur Oberfläche der Magnetschicht verlaufen, sind die thermischen Zersetzungseigenschaften des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs und die Kompatibilität des hauptsächlich aus einem härtbaren Harz bestehenden Bindemittels der Unterbeschichtung mit dem Zusatzstoff sehr wichtig. In bezug auf die Auswahl des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs sind folgende Überlegungen zu berücksichtigen.

Da der leicht thermisch zersetzbare Zusatzstoff ein Ausgangsmaterial für die Bildung von Feinporen ist, muß der Zusatzstoff in der Unterbeschichtung in gleichmäßig dispergiertem Zustand verbleiben, ohne eine Phasentrennung zu bewirken, die Fehler in der Unterbeschichtung bewirken würde, d. h. eine Phasentrennung solcher Größe, daß sie die Dicke der Unterbeschichtung selbst nach dem Verdampfen des Lösungsmittels der auf das Substrat aufgebrachten Unterbeschichtung übersteigen würde. Es ist daher notwendig, daß der Zusatzstoff eine gewisse Kompatibilität mit dem Bindemittel der Unterbeschichtung aufweist. Wenn ein leicht thermisch zersetzbarer Zusatzstoff verwendet wird, der diese Forderungen erfüllt, wird eine gleichmäßige Unterbeschichtung gebildet, die sich als Primärbeschichtung für eine magnetische Aufzeichnungsschicht eignet. Nachstehend wird die Kompatibilität des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs im einzelnen erläutert.

Wenn die Löslichkeit des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs in einem Magnetlack (der Zusatzstoff kann auch einem Magnetlack zugefügt werden, wie noch erläutert wird) oder in einer Unterbeschichtung gering ist, nimmt die Anzahl Feinporen in nachteiliger Weise ab. Infolgedessen ist die Löslichkeit des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffes in dem Lack im allgemeinen nicht geringer als 5 Gew.-%, bevorzugt liegt sie nicht unter 20 Gew.-%. Es gibt keine bestimmte Obergrenze für die Löslichkeit. Der kritische Faktor, der die Löslichkeit des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs im Lack beeinflußt, ist ein Lösungsmittel für den Lack.

Wenn eine Beschichtung durch Verdampfen des Lösungsmittels gebildet wird, ist die Verträglichkeit zwischen dem Bindemittel und dem leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoff wesentlich. Diese Verträglichkeit kann als Feinporendurchmesser ausgedrückt werden. Wie bereits gesagt, ist der leicht thermisch zersetzbare Zusatzstoff mit dem Bindemittel der Unterbeschichtung derart kompatibel, daß die Unterbeschichtung Poren von im wesentlichen 5 µm oder weniger, bevorzugt 1 µm oder weniger, aufweist, und ist mit dem Bindemittel der Magnetschicht derart kompatibel, daß die Magnetschicht Poren von 0,2 µm oder weniger aufweist. Wenn die Kompatibilität sehr gut ist, ist der Feinporendurchmesser klein. Wenn dagegen die Kompatibilität schlecht ist, ist der Feinporendurchmesser groß.

Nachstehend werden die Bedingungen für die thermischen Zersetzungseigenschaften des leicht thermisch zersetzbaren Zustatzstoffes erläutert. Wenn eine Magnetschicht durch Aufbringen eines eine Magnetschicht bildenden Lacks auf eine Unterbeschichtung hergestellt wird, muß zuerst ein Härten (Ersthärten) der Unterbeschichtung in gewissem Ausmaß erfolgen, damit die Beschichtung nicht durch das Lösungsmittel des Lacks nachteilig beeinflußt wird. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß der Zusatzstoff unter solchen Stoffen auszuwählen ist, die bei der Temperatur der Ersthärtung überleben können bzw. bestehen bleiben, um die Wirksamkeit des Zusatzstoffs zu gewährleisten. Zur Bildung von Feinporen, die die Oberfläche der Magnetschicht erreichen, mittels der thermischen Zersetzung und Zerstreuung des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs ist es ferner notwendig, daß ein thermisches Zersetzungsprodukt aus dem Zusatzstoff während der Härtung der Magnetschicht und vor Beendigung des Härtungsvorgangs erhalten wird. Ein typisches Beispiel für das warmhärtbare Harz, das als Bindemittel für die Magnetschicht einer Magnetplatte od. dgl. eingesetzt wird, ist ein Epoxidharz (ein Gemisch aus einem Epoxid-, einem Phenol-, einem Vinylharz etc.). Wenn z. B. ein solches härtbares Harz als Bindemittel für die Unterbeschichtung eingesetzt wird, erfolgt das Härten des Bindemittels im wesentlichen bei ca. 170-250°C. In diesem Fall wird also der leicht thermisch zersetzbare Zusatzstoff aus solchen Verbindungen ausgewählt, die ohne thermische Zersetzung in einem niedrigeren Temperaturbereich, wie er vorstehend angegeben wurde, erhalten bleiben, die jedoch in einem höheren Temperaturbereich zumeist thermisch zersetzt und verstreut werden. Ein bevorzugter Stoff, der den Ansprüchen an die genannte Kompatibilität und die thermische Zersetzung genügt, ist ein organisches Polymer, das eine bestimmte Kompatibilität mit dem Bindemittel hat. Ein Beispiel für ein solches organisches Polymer ist Polyalkylenoxid. Das Polyalkylenoxid ist mit einem Epoxid-Phenol- Bindemittel kompatibel. Außerdem kann das Polyalkylenoxid, das ein geeignetes Molekulargewicht hat, zu 80% oder mehr in einem niedrigen Temperaturbereich von ca. 170°C überleben und zu 90% oder mehr in einem hohen Temperaturbereich von ca. 220-250°C thermisch zersetzt und zerstreut werden. Beispiele für das Polyalkylenoxid sind Polybutenoxid, Polypropylenoxid oder ein Copolymer davon sowie ein Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer.

Vorstehend wurde ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers nach der Erfindung unter Bezugnahme auf den Fall erläutert, daß als Bindemittel der Unterbeschichtung ein härtbares Harz eingesetzt wird. Das Bindemittel der Unterbeschichtung kann aber auch ein mit UV- Strahlen oder Elektronenstrahlen härtbares Harz, z. B. ein Epoxid-Acrylat-Harzsystem sein. In diesem Fall erfolgt die Ersthärtung der Unterbeschichtung durch Bestrahlen mit UV-Strahlung oder Elektronenstrahlen, was die Härtung der Unterbeschichtung bei niedriger Temperatur erlaubt und damit den Vorteil bietet, daß der Verlust an leicht thermisch zersetzbarem Zusatzstoff bei der Ersthärtungstemperatur vernachlässigbar ist.

Bevorzugt sollten bei der Herstellung des magnetischen Datenträgers nach der Erfindung folgende Überlegungen berücksichtigt werden. Erstens gilt hinsichtlich der Dicke der Unterbeschichtung, daß die Tränkung mit einem Gleitmittel wie Perfluoralkylpolyether umso stärker ist, je größer die Dicke der Unterbeschichtung ist. Bevorzugt beträgt die Dicke der Unterbeschichtung das 0,5fache oder mehr der Dicke der Magnetschicht. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß eine Dicke von 5 µm oder weniger zum Erhalt einer gleichmäßigen Beschichtung bevorzugt ist. Hinsichtlich der Dicke der Magnetschicht gilt, daß die Aufzeichnungskapazität umso höher ist, je dünner die Schicht ist. Bei dem magnetischen Datenträger nach der Erfindung ist eine geeignete Schichtdicke der Magnetschicht 0,1-0,8 µm. Da die Form der Oberfläche der Unterbeschichtung das Auftreten von Fehlern des Datenträgers, z. B. Rauschen etc., beeinflußt, wird erforderlichenfalls bevorzugt ein Oberflächenpolieren nach dem Ersthärten der Unterbeschichtung durchgeführt, um die Oberfläche plan zu machen. Um eine günstige Auswirkung des in der Unterbeschichtung enthaltenen Zusatzstoffes zu erzielen, wird eine Schrumpfung beim Härten der Unterbeschichtung während der thermischen Zersetzung und des Zerstreuens des Zusatzstoffs bevorzugt unterdrückt. Eine wirksame Möglichkeit hierfür ist der Einbau von nichtmagnetischen Teilchen, z. B. α-Fe₂O₃, SiO₂, Al₂O₃, SiC, ZrO₂ oder Polymerteilchen in die Unterbeschichtung. Die Menge der zugefügten nichtmagnetischen Teilchen ist bevorzugt 65 Vol-% oder weniger, bezogen auf das Bindemittel der Unterbeschichtung (Gesamtmenge an Bindemittel und Teilchen: 100 Vol.-%). Magnetische Teilchen wie γ-Fe₂O₃, Eisenpulver, γ-Fe₂O₃ mit Cobaltanteil, Fe₃O₄, Fe₃O₄ mit Cobaltanteil oder Bariumferrit können ebenfalls zugefügt werden, um die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Datenträgers dadurch zu verbessern, daß die Unterschicht zum Tränken mit Gleitmittel befähigt wird und ihr Magnetismus verliehen wird. Die Menge an zugefügten magnetischen Teilchen beträgt bevorzugt 65 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Bindemittel der Unterbeschichtung (Gesamtmenge an Bindemittel und Teilchen: 100 Vol.-%).

Der bevorzugte Durchmesser der oben genannten nichtmagnetischen Teilchen ist kleiner als die zweifache Dicke der Unterbeschichtung. Es ist ungünstig, wenn der Teilchendurchmesser der in der Unterbeschichtung enthaltenen nichtmagnetischen Teilchen diesen Wert übersteigt, weil dann Fehler auftreten, wenn die Teilchen in die Magnetschicht vorspringen. Zwar gibt es keine spezielle Einschränkung in bezug auf die Untergrenze des Teilchendurchmessers, aber im wesentlichen liegt der Teilchendurchmesser der mit üblichen Verfahren erhaltenen nichtmagnetischen Teilchen bei 0,02 µm oder mehr.

Da die oben erwähnten, in die Unterbeschichtung eingebauten magnetischen Teilchen zu den magnetischen Eigenschaften des magnetischen Datenträgers in Beziehung stehen, ist bevorzugt der Teilchendurchmesser der magnetischen Teilchen im wesentlichen der gleiche wie derjenige der magnetischen Teilchen des Magnetfilms eines normalen Datenträgers, d. h. 0,5 µm bis 0,02 µm.

In der auf die Unterbeschichtung aufgebrachten Magnetschicht werden durch die thermische Zersetzung und Zerstreuung des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs, der in der Unterbeschichtung enthalten ist, feine Bahnen für ein Gleitmittel auch dann gebildet, wenn die Magnetschicht keinen thermisch zersetzbaren Zusatzstoff enthält. Die Zugabe des thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs zu einem die Magnetschicht bildenden Lack führt jedoch zu einer effektiveren Ausbildung der feinen Bahnen. In diesem Fall kann der der Unterbeschichtung zugesetzte, leicht thermisch zersetzbare Zusatzstoff von demjenigen verschieden sein, der dem die Magnetschicht bildenden Lack zugefügt wird.

Die Menge des der Unterbeschichtung zugefügten, leicht thermisch zersetzbaren Zusatzes beträgt 5-60 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel (Gesamtmenge an Bindemittel und Zusatzstoff: 100 Gew.-%), bevorzugt 10-50 Gew.-%. Wenn die Menge an leicht thermisch zersetzbarem Zusatzstoff unter diesem Bereich liegt, kann keine ausreichende Tränkung mit dem Gleitmittel erfolgen. Wenn die Menge dagegen über dem genannten Bereich liegt, wird die Abriebfestigkeit der Unterbeschichtung verschlechtert, wodurch das Fertigpolieren erschwert wird.

Wenn dem die Magnetschicht bildenden Lack ein leicht thermisch zersetzbarer Zusatzstoff zugefügt wird, liegt die Zugabemenge bei 30 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Bindemittel (Gesamtmenge an Bindemittel und Zusatzstoff: 100 Gew.-%), bevorzugt 5-30 Gew.-%. Eine Zugabe über 30 Gew.-% hinaus führt nicht nur zu verstärktem Rauschen beim Aufzeichnen und der Wiedergabe von Information in bezug auf den Datenträger, sondern auch zu einer schlechteren Abriebbeständigkeit. Ein offenbar durch die Zugabe des thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs zum Magnetlack erreichter Effekt wird erzielt, wenn die Zusatzmenge 5 Gew.-% oder mehr beträgt.

Es braucht kaum erwähnt zu werden, daß bei dem angegebenen magnetischen Datenträger das Bindemittel für das härtbare Harz, das bei der Bildung der Magnetschicht verwendet wird, das gleiche Bindemittel, das für die Unterbeschichtung verwendet wird, oder auch ein anderes Bindemittel sein kann.

Ein zweites Verfahren zur Herstellung des magnetischen Datenträgers nach der Erfindung sieht vor, daß ein Substrat mit einem Lack beschichtet wird, der ein Bindemittel, etwa das gleiche härtbare Harz wie bei dem oben genannten ersten Verfahren, ein UV-härtbares Harz und ein durch Elektronenstrahlen härtbares Harz, ein thermoplastisches Harz, das mit dem Bindemittel kompatibel ist, und ein Lösungsmittel enthält, wonach die Unterbeschichtung einer Ersthärtung durch Erwärmen, UV-Strahlung oder Elektronenstrahlen bei einer Temperatur unterworfen wird, bei der das thermoplastische Harz ohne Verdampfen oder thermische Zersetzung erhalten bleiben kann, wonach die erstgehärtete Unterbeschichtung mit einem eine Magnetschicht bildenden Lack, enthaltend magnetische Teilchen, ein härtbares Harz und ein Lösungsmittel, beschichtet wird unter Bildung einer Magnetschicht, die Magnetschicht und die Unterbeschichtung einem zweiten Härten bei einer Temperatur unterworfen werden, bei der das härtbare Harz der Magnetschicht unvollständig ausgehärtet und das in der Unterbeschichtung enthaltene thermoplastische Harz erhalten bleiben kann, das Substrat mit der unvollständig ausgehärteten Unterbeschichtung und der darauf gebildeten Magnetschicht in ein Lösungsmittel getaucht werden, das das in der Unterbeschichtung enthaltene thermoplastische Harz lösen kann, um dieses thermoplastische Harz aus der Unterbeschichtung durch die unvollständig ausgehärtete Magnetschicht zu extrahieren und zu entfernen, und Unterziehen der Unterbeschichtung und der Magnetschicht einem dritten Härten bei einer Temperatur, bei der das warmhärtbare Bindemittel in der Unterbeschichtung und in der Magnetschicht vollständig aushärtet, wodurch Feinporen in der Unterbeschichtung und gleichzeitig feine Bahnen, die bis zur Oberfläche der Magnetschicht reichen, in der Unterbeschichtung gebildet werden. Bei diesem zweiten Verfahren nach der Erfindung kann als Lösungsmittel zum Entfernen des thermoplastischen Harzes aus der Unterbeschichtung ein alkoholisches Lösungsmittel, z. B. Methylalkohol, oder ein etherisches Lösungsmittel wie Ether eingesetzt werden. Ferner kann bei diesem zweiten Verfahren das in der Unterbeschichtung eingesetzte thermoplastische Harz der gleiche Stoff wie der leicht thermisch zersetzbare Zusatzstoff des ersten Verfahrens sein und umfaßt Polyalkylenoxid, und die übrigen Herstellungsbedingungen können im wesentlichen die gleichen wie bei dem ersten Verfahren sein.

Auch bei diesem zweiten Verfahren können die feinen Bahnen effektiver durch die Zugabe eines Feinporen bildenden Harzes, in diesem Fall eines thermoplastischen Harzes, zu der Magnetschicht gebildet werden, wie dies bei dem ersten Verfahren angegeben wurde.

Die Menge an thermoplastischem Harz, die dem die Unterbeschichtung und dem die Magnetschicht bildenden Lack zugesetzt wird, entspricht der Menge des leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs bei dem erstgenannten Verfahren. Bei beiden Verfahren kann jeder bekannte Magnetlack eingesetzt werden, wobei nur entsprechend dem jeweiligen Bedarf ein leicht thermisch zersetzbarer Zusatzstoff oder ein thermoplastisches Harz zugefügt wird.

Ferner entspricht das zweite Verfahren dem ersten mit der Ausnahme, daß anstelle des thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs ein thermoplastisches Harz zugefügt wird und daß das thermoplastische Harz extrahiert und abgetrennt wird, wenn sich das härtbare Harz in einem unvollständig gehärteten Zustand befindet.

Bei beiden Verfahren kann der magnetische Datenträger nach der Erfindung erhalten werden, indem die aus der Magnetschicht und der Unterbeschichtung bestehende Doppelschicht mit einem Gleitmittel von der Oberfläche der Magnetschicht aus nach deren Ausbildung getränkt wird. Wie erwähnt, wird als Gleitmittel bevorzugt fluoriertes Öl, z. B. Perfluorpolyether, eingesetzt.

Bei dem magnetischen Datenträger nach der Erfindung wird eine Anzahl Feinporen in der Unterbeschichtung gebildet, die eine feine Bahn bilden, die von den Feinporen der Unterschicht ausgeht und zur Oberfläche der Magnetschicht verläuft. Daher erfolgt beim Aufbringen des Gleitmittels auf die Oberfläche der Magnetschicht ein Tränken der Unterbeschichtung mit einer großen Gleitmittelmenge, was die Ausbildung eines magnetischen Datenträgers ermöglicht, dessen Abriebfestigkeit und Stabilität denen eines konventionellen magnetischen Datenträgers überlegen sind.

Das genannte Polyalkylenoxid zeigt eine sehr gute Wirkung, wenn es zur Bildung von Poren in einer Magnetschicht, die als Bindemittel ein härtbares Harz enthält, eingesetzt wird. Bei der Herstellung eines magnetischen Datenträgers, wobei eine Magnetschicht direkt auf einem keine Unterbeschichtung aufweisenden Substrat vorgesehen ist, kann daher ein gleitmittelgetränkter magnetischer Datenträger mit einer porösen Magnetbeschichtung, die Feinporen aufweist, die feiner und gleichmäßiger verteilt sind als die Feinporen in dem konventionellen magnetischen Datenträger, dadurch erhalten werden, daß dem Magnetlack ein Polyalkylenoxid zugefügt und dieses beim Härten der Magnetbeschichtung thermisch zersetzt wird unter Bildung einer Anzahl Feinporen in der Magnetbeschichtung. Diese Feinporen reichen zur Oberfläche der Magnetbeschichtung. Der so erhaltene magnetische Datenträger kann mit einer größeren Menge Gleitmittel getränkt werden als ein konventioneller magnetischer Datenträger, ohne daß sich dadurch stärkeres Rauschen oder mehr Fehler einstellen. Das Verfahren zur Herstellung dieser Art von magnetischem Datenträger wird nachstehend erläutert.

Der magnetische Datenträger kann mit einem Verfahren hergestellt werden, bei dem ein Polyalkylenoxid zugefügt wird, das ein mit einem Bindemittel kompatibles Polymer ist und dessen thermische Zersetzungstemperatur im wesentlichen gleich oder niedriger als die Härtungstemperatur des Bindemittels ist, und bei dem eine Beschichtung auf einem Substrat unter Anwendung eines Magnetlacks gebildet und die Beschichtung unter Härtung des Bindemittels wärmebehandelt wird und gleichzeitig das Polyalkylenoxid thermisch zersetzt und verdampft wird.

Wenn, wie oben gesagt, Feinporen in der Magnetschicht durch die thermische Zersetzung und das Verdampfen des Zusatzstoffs gebildet werden, sind die thermische Zersetzbarkeit des Zusatzstoffs und die Verträglichkeit des Zusatzstoffs mit dem Bindemittel kritische Faktoren.

Das bei der Erfindung als Zusatzstoff eingesetzte Polyalkylenoxid ist ein Polymer mit einer Etherbindung in der Hauptkette. Die thermogravimetrische Analyse (TGA) zeigt, daß die thermische Zersetzungstemperatur dieses Stoffs höher als diejenige eines Stoffs ist, der keine Etherbindung aufweist, wie z. B. flüssiges Paraffin, Polyethylen oder Polybuten, und zu einer sehr schnellen thermischen Zersetzung bei ca. 180-230°C führt.

Ferner hat das Polyalkylenoxid eine sehr gute Verträglichkeit mit dem Bindemittel des Magnetlacks. Beispielsweise wird ein hauptsächlich aus einem Epoxidharz oder einem Phenolharz (50 Gew.-% oder mehr) bestehendes Bindemittel in großem Umfang als warmhärtbares Bindemittel für eine Magnetbeschichtung einer Magnetplatte od. dgl. eingesetzt. Das Polyalkylenoxid ist mit diesen Harzen sehr gut verträglich. In diesem Fall ändert sich die Verträglichkeit mit dem Anteil der Etherbindung im Polyalkylenoxid. Polymere von Propylenoxid, Butenoxid und Heptenoxid oder Copolymere, die diese Polymere als Hauptkomponente (30 Gew.-% oder mehr) enthalten, und weitere Alkylenoxide zeigen eine besonders gute Verträglichkeit.

Da der Zusatzstoff nach der Erfindung mit dem Lack sehr gut verträglich ist, kann er innerhalb eines breiten Konzentrationsbereichs zugegeben werden. Wenn jedoch die Zusatzstoffmenge zu groß ist, ist der Porendurchmesser groß, was zum Auftreten von Rauschen führt. Wenn dagegen die Zusatzstoffmenge zu gering ist, können nicht genügend Feinporen zum Tränken mit Gleitmittel gebildet werden. Aus diesem Grund ist eine geeignete Zusatzmenge 1-30 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel des Magnetlacks.

Das Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers kann dem konventionellen Verfahren entsprechen, wobei jedoch, wie vorstehend gesagt, 1-30 Gew.-% eines Polyalkylenoxids, bezogen auf das Bindemittel des Magnetlacks, diesem zugefügt werden. Zum besseren Verständnis der Erfindung soll jedoch das Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers in Gegenüberstellung mit dem Stand der Technik erläutert werden.

Bei der Erfindung kann jedes bekannte härtbare Bindemittel eingesetzt werden. Beispiele für derartige härtbare Bindemittel sind ein Epoxidharz, ein Phenolharz, ein Vinylharz, ein Polyester, ein Cellulosederivat, ein Melaminharz, ein Polyurethan, ein Polyamid, ein Acrylharz, ein Methacrylharz oder deren Copolymere. Sie können entweder für sich oder in Form irgendeines Gemischs eingesetzt werden. Ein besonders bevorzugtes härtbares Harz ist ein Gemisch, das vorwiegend aus einem Epoxidharz oder einem Phenolharz oder einem Gemisch beider Harze besteht und dem ein weiteres Harz zugefügt ist, z. B. ein Vinylharz, ein Acrylharz, ein Methacrylharz oder ein Polyester.

Bevorzugt wird das Magnetpulver in einer Menge von 15-65 Vol.-% eingesetzt. Wenn das Magnetpulver γ-Fe₂O₃ (Dichte 5) ist, entspricht diese Menge etwa 50-90 Gew.-%.

Erforderlichenfalls kann ein Verstärker in die Magnetbeschichtung eingebaut werden. Üblicherweise wird α-Al₂O₃- Pulver als Verstärker eingesetzt. Außerdem können als Verstärker harte anorganische Stoffe wie SiC oder ZrO₂ eingesetzt werden.

Die Magnetbeschichtung muß ausgehärtet werden, damit sie eine ausreichende Stabilität zum Einsatz als magnetischer Datenträger hat. Daher muß selbstverständlich die Wärmebehandlung im letzten Schritt in gleicher Weise wie bei dem konventionellen Verfahren durchgeführt werden, d. h. bei einer solchen Temperatur, daß das Bindemittel ausreichend aushärtet. Wie bereits gesagt, weist das als Zusatzstoff bei der Erfindung eingesetzte Polyalkylenoxid eine thermische Zersetzbarkeit auf, die mit der Härtungstemperatur des Epoxid-Phenol-Harzes, nämlich 170-250°C, übereinstimmt, so daß bei dieser Wärmebehandlung ein sehr gutes Ergebnis erhalten wird.

Bevorzugt ist die thermische Zersetzungstemperatur des Polyalkylenoxids im wesentlichen gleich oder niedriger als die Härtungstemperatur des härtbaren Bindemittels. Wenn der Zusatzstoff durch thermische Zersetzung oder Verdampfung im Temperaturerhöhungsschritt (170°C oder weniger im Fall eines Epoxid-Phenolharz-Bindemittels) vor der Auslösung der Härtung des Bindemittels verlorengeht, verschwinden bereits gebildete Poren im anschließenden Härtungsvorgang, so daß die Herstellung einer porösen Beschichtung nicht möglich ist. Außerdem kann keine poröse Beschichtung erhalten werden, wenn der Zusatzstoff nicht durch thermische Zersetzung bei der Härtungstemperatur der Beschichtung (220-250°C im Fall eines Epoxid-Phenolharz-Bindemittels) verschwindet. Es ist daher erwünscht, daß als Zusatzstoff ein Polymer eingesetzt wird, das zu 80% oder mehr übrigbleibt, wenn es auf eine Temperatur von ca. 170°C wird, bei der das Bindemittel auszuhärten beginnt, und eine im wesentlichen vollständig thermische Zersetzung (90% oder mehr) bei der Härtungstemperatur des Bindemittels, d. h. 220-250°C, bewirkt. Das Polyalkylenoxid erfüllt diese Bedingung und bewirkt die thermische Zersetzung, wenn die Warmhärtung bis zu einem gewissen Umfang abgelaufen ist.

Nach Beendigung der Warmhärtungsbehandlung der Magnetschicht wird diese mit einem Gleitmittel, z. B. Perfluorpolyether, von der Oberfläche der Magnetschicht aus getränkt, so daß der magnetische Datenträger nach der Erfindung erhalten wird.

Es ist zu beachten, daß die Wärmebehandlung der Magnetschicht als Zweistufen-Wärmebehandlung durchgeführt werden kann, wobei eine Ersthärtung der Magnetbeschichtung bei ca. 180°C erfolgt, die keine thermische Zersetzung des Polyalkylenoxids bewirkt, und dann die Magnetschicht bei einer normalen Härtungstemperatur von ca. 230°C wärmebehandelt wird, so daß die Magnetschicht vollständig aushärtet und gleichzeitig der Zusatzstoff thermisch zersetzt wird. Ein zufriedenstellendes Ergebnis kann aber normalerweise erhalten werden, wenn die thermische Zersetzung bei ca. 230°C durchgeführt wird.

Der Zusatzstoff für den in dem Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers eingesetzten Magnetlack ist ein Stoff, der unter ausreichender Berücksichtigung seiner Verträglichkeit mit dem Bindemittel, seiner thermischen Zersetzbarkeit etc. ausgewählt wird. Die Bildung einer Beschichtung unter Verwendung dieses Stoffs und eine anschließende geeignete Wärmebehandlung der Beschichtung führen zur Bildung einer Anzahl Feinporen mit einem Porendurchmesser bis herab zu 0,2 µm oder kleiner, was bei den bekannten Verfahren nicht möglich ist; dadurch kann eine Magnetbeschichtung erhalten werden, die mit einer großen Gleitmittelmenge getränkt ist. In diesem Fall liegt der flächenmäßige Feinporenanteil bei 3-30%, bevorzugt bei 5-20%. Dies ermöglicht die Schraffierung eines magnetischen Datenträgers mit vermindertem Rauschen beim Aufzeichnen bzw. bei der Wiedergabe von Information und mit sehr guter Stabilität.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 sind Querschnitte durch typische Beispiele des magnetischen Datenträgers nach der Erfindung.

Beispiel 1

Im vorliegenden Beispiel und in später erläuterten Vergleichsbeispielen wurden Magnetplatten mit den folgenden Verfahren hergestellt und ausgewertet.

3000 Gewichtsteile eines Lösungsmittels wurden einem Gemisch aus 600 Gewichtsteilen Magnetpulver ( γ-Fe₂O₃), 20 Gewichtsteilen eines Verstärkers ( α-Al₂O₃) und 380 Gewichtsteilen eines Epoxid-Phenol-Bindemittels [ein Gemisch aus 44% (Gew.- oder Vol.-% mit gleichen Resultaten; das gleiche gilt im folgenden) eines Epoxidharzes, 44% eines Phenolharzes und 12% eines Vinylharzes] zugefügt und alles in einem Knetapparat oder einer Kugelmühle durchgeknetet unter Erhalt eines Lacks zur Bildung einer Magnetschicht (Magnetlack). Während des Durchknetens in dem Knetapparat oder der Kugelmühle oder nach dem Herstellen des Magnetlacks wurde ein leicht thermisch zersetzbarer Zusatzstoff zugefügt. Das Lösungsmittel ist ein Cyclohexanon/Isophoron- Lösungsmittel, hergestellt durch Vermischen von Cyclohexanon, Isophoron und Dioxan im Verhältnis 6 : 3 : 1. Ein Lösungsmittelgemisch aus Cellosolve-Acetat und Butyl-Cellosolve kann ebenfalls als Lösungsmittel eingesetzt werden.

Lacke zur Herstellung der Unterbeschichtung (Unterschichtlacke) wurden wie folgt hergestellt. Es wurde ein von Magnetteilchen freier Unterschichtlack hergestellt durch Zugabe von 750 Gewichtsteilen des gleichen Lösungsmittels, wie es oben eingesetzt wurde, zu 250 Gewichtsteilen des gleichen Epoxid-Phenol-Bindemittels, der im Magnetlack verwendet wurde, gefolgt von Vermischen in einem Rührer. Ferner wurde ein Unterschichtlack mit nichtmagnetischen Teilchen ( α-Fe₂O₃) in Form eines nadelartigen Pulvers mit einer Hauptachse von 0,4 µm und einer Nebenachse von 0,05 µm hergestellt durch Zugabe von 2500 Gewichtsteilen eines Lösungsmittels zu einem Gemisch aus 500 Gewichtsteilen der nichtmagnetischen Teilchen und 500 Gewichtsteilen eines Epoxid-Phenol-Bindemittels, gefolgt von Durchkneten in einem Knetgerät oder einer Kugelmühle. Nach Beendigung der Herstellung des Unterschichtlacks wurde ein leicht thermisch zersetzbarer Zusatzstoff zugefügt, worauf ein Rührvorgang folgte.

Es wurden Magnetplatten mit dem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt hergestellt unter Anwendung der so erhaltenen Lacke, wobei folgende Vorgänge abliefen: Zuerst wurde der Unterschichtlack auf ein Substrat 3 aus Aluminium aufgebracht und getrocknet. Der so gebildete Unterbeschichtungsfilm wurde bei 180°C für 2 h gehärtet (Ersthärtung) und dann so endbearbeitet, daß er eine vorbestimmte Oberflächenrauhheit und Dicke hatte. Dann wurde der Magnetlack auf die Unterbeschichtung 2 aufgebracht und getrocknet. Die so gebildete Magnetschicht wurde zusammen mit der Unterbeschichtung bei 230°C für 2 h gehärtet (Zweithärtung). Danach wurde die Oberfläche der Magnetschicht poliert und feinpoliert unter Bildung einer Magnetschicht vorbestimmter Dicke. Zur Herstellung einer Magnetplatte wurde auf die Oberfläche der Magnetschicht eine vorbestimmte Gleitmittelmenge aufgebracht (Perfluoralkylpolyether; ein unter dem Warennamen Krytox vertriebenes Produkt der E. I. DuPont de Nemours & Co.).

Eine Magnetplatte mit einer Unterbeschichtung aus einem UV-härtbaren Harz wurde in gleicher Weise wie beim Einsatz eines warmhärtbaren Harzes hergestellt, wobei jedoch die Unterbeschichtung 2 nicht mit dem warmhärtbaren Harz, sondern unter Verwendung eines Unterschichtlacks gebildet wurde, der mit der oben beschriebenen Methode hergestellt war, wobei jedoch als Epoxidharz ein Epoxid-Acrylat-Harz anstelle des Epoxid-Phenol-Harzes eingesetzt wurde und die Unterbeschichtung durch Bestrahlen mit UV-Strahlung unter Anwendung einer Metall-Halogen-Kurzbogenlampe in Stickstoffatmosphäre für 5 min anstelle einer Härtung bei 180°C für 2 h erfolgte (Ersthärtung).

Ferner wurde eine Magnetplatte mit der Unterbeschichtung aus einem elektronenstrahl-härtbaren Harz hergestellt durch Bilden einer Unterbeschichtung, wobei ein Epoxid-Acrylat- Harz als elektronenstrahl-härtbares Harz anstelle des warmhärtbaren Harzes eingesetzt und die Unterbeschichtung einem Elektronenstrahlschauer unter Zuführung einer Spannung von 200 kV ausgesetzt wurde.

Die so hergestellten Magnetplatten enthielten jeweils Magnetteilchen 5 in der Magnetschicht 1 und hatten Feinporen 6 in der Unterbeschichtung 2 und feine Bahnen 7, die von den Feinporen 6 ausgehen und zur Oberfläche der Magnetschicht verlaufen.

Die Adhäsionskraft zwischen einem Magnetkopf und der Magnetplatte wurde als die den Kopf beaufschlagende Kraft bestimmt, wenn der Magnetkopf auf die Plattenoberfläche gebracht und die Magnetplatte gedreht wurde. Diese Adhäsionskraft stieg sehr schnell an, wenn die Gleitmittelmenge einen vorbestimmten Wert überstieg. Dieser kritische Wert wurde als Gleitmittelmenge betrachtet.

Die Versuchsergebnisse bei dem vorliegenden Beispiel sind in der Tabelle I aufgeführt. Wie dort ersichtlich ist, sind die Magnetplatten, bei deren Herstellung ein leicht thermisch zersetzbarer Zusatzstoff der Unterbeschichtung zugefügt wird, also die Proben 1-8 des Beispiels, hinsichtlich der Gleitmittel-Tränkungsmenge der keine Unterbeschichtung aufweisenden Magnetplatte (Vergleichsbeispiel-Probe Nr. 1) oder auch der Magnetplatte, die ohne Zugabe des thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs zur Unterbeschichtung hergestellt wurde (Vergleichsbeispiel-Probe Nr. 2), offenbar überlegen. Ferner sind folgende Tatsachen aus der Tabelle I ersichtlich. Das Ausmaß der Tränkung mit Gleitmittel wird durch die Zugabe nichtmagnetischer Teilchen oder magnetischer Teilchen zur Unterbeschichtung erhöht (Proben Nr. 2 und 3 des Beispiels). Das Ausmaß der Tränkung mit Gleitmittel wird ferner durch Zugabe eines leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs zum Magnetlack erhöht (Probe Nr. 4 des Beispiels). Je dicker die Unterbeschichtung, umso höher der Grad der Tränkung mit Gleitmittel (Probe Nr. 6 des Beispiels). Der gleiche Effekt kann auch dann erzielt werden, wenn ein UV-härtbares Harz oder ein elektronenstrahl-härtbares Harz in der Unterbeschichtung verwendet wird (Proben Nr. 7 und 8 des Beispiels).

Die Untersuchung der Proben unter einem REM zeigte, daß sämtliche in diesem Beispiel erhaltenen Proben eine Anzahl Feinporen auf der Oberfläche der Unterbeschichtung aufwiesen, wobei diese Feinporen einen Durchmesser von 5 µm oder weniger und einen flächenmäßigen Feinporenanteil von 5% oder mehr aufwiesen und mit einer feinen Bahn in der Magnetschicht in Verbindung standen.

Tabelle I

In der Tabelle I sind die Mengen der zugefügten Teilchen und des thermisch zersetzbaren Zusatztstoffs in Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Bindemittels der Unterbeschichtung oder der Magnetschicht, angegeben. Als Polybutenoxid wurde "THERATHANE 2900" (Handelsname eines Produkts von E. I. duPont de Nemours & Co.) eingesetzt. Der Grad der Tränkung mit einem Gleitmittel wurde als aufgebrachte Gleitmittelmenge (mg) pro Flächeneinheit der Magnetplatte (m²) angegeben.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurden ein Magnetlack und ein Unterschichtlack im wesentlichen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt; nur wurde anstelle des thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs ein Copolymer von Ethylenoxid mit Propylenoxid als warmhärtbares Harz eingesetzt, das der Unterbeschichtung zugefügt wurde. Dann wurde eine Magnetplatte wie folgt hergestellt. Zuerst wurde der Unterschichtlack auf ein Aluminiumsubstrat aufgebracht und getrocknet. Die so gebildete Beschichtung wurde bei 180°C für 2 h gehärtet (Ersthärtung) und dann so endbearbeitet, daß sie eine vorbestimmte Oberflächenrauhheit und Dicke hatte. Dann wurde der Magnetlack auf die Unterbeschichtung aufgebracht und getrocknet. Die so gebildete Magnetschicht wurde gemeinsam mit der Unterbeschichtung bei 180°C für 2 h gehärtet (Zweithärtung). Dann wurde die erhaltene Platte für 2 h oder länger in Methylalkohol getaucht, wodurch das in der Unterbeschichtung enthaltene warmhärtbare Harz extrahiert und abgetrennt wurde.

Dann wurde die Platte bei 230°C für 2 h gehärtet. Die Oberfläche der Magnetschicht wurde poliert und so bearbeitet, daß sie eine vorbestimmte Dicke hatte. Auf die Oberfläche der Magnetschicht wurde zum Erhalt einer Magnetplatte eine vorbestimmte Gleitmittelmenge (Perfluoralkylpolyether [Krytox]) aufgebracht. Der Tränkungsgrad mit Gleitmittel wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 ermittelt.

Die Versuchsergebnisse dieses Beispiel sind in der Tabelle II aufgeführt.

Tabelle II

In der Tabelle II sind die Mengen der zugefügten Teilchen und des thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs in Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Bindemittels der Unterbeschichtung und der Magnetschicht, angegeben. Als das Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer wurde "PLURONIC L121" (Handelsname eines Produkts von Asahi Denko Kogyo K. K.) eingesetzt.

Wie aus Tabelle II ersichtlich ist, sind die Magnetplatten, die durch Zugabe eines warmhärtbaren Harzes zur Unterbeschichtung erhalten wurden (Proben Nr. 9-16), offenbar hinsichlich des Tränkungsgrads mit Gleitmittel der keine Unterbeschichtung aufweisenden Magnetplatte (Vergleichsbeispiel, Probe Nr. 3) oder der ohne die Zugabe von warmhärtbarem Harz zur Unterbeschichtung hergestellten Magnetplatte (Vergleichsbeispiel, Probe Nr. 4) überlegen. Aus der Tabelle II ergibt sich ferner folgender Sachverhalt. Der Tränkungsgrad mit Gleitmittel wird durch Zugabe nichtmagnetischer oder magnetischer Teilchen zur Unterbeschichtung gesteigert (Proben Nr. 10 und 11). Der Tränkungsgrad mit Gleitmittel wird ferner durch Zugabe eines warmhärtbaren Harzes zum Magnetlack (Beispiel, Probe Nr. 12 gesteigert. Der Tränkungsgrad mit einem Gleitmittel ist umso höher, je dicker die Unterbeschichtung ist (Probe Nr. 14 des Beispiels).

Bei diesem Beispiel wurden die gleichen Feinporen wie im Beispiel 1 beobachtet.

Beispiel 3

Ein Magnetlack aus Magnetpulver, einem Verstärker, einem Bindemittel aus einem Epoxid-Phenolharzsystem, einem Lösungsmittel sowie einem Zusatzstoff, z. B. einem leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoff, wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt.

Der so hergestellte Magnetlack wurde auf ein Aluminiumsubstrat durch Rotationsbeschichten aufgebracht unter Bildung einer Magnetschicht. Diese wurde getrocknet und schließlich vollständig gehärtet, gefolgt von Härten bei einer Temperatur, bei der der Zusatzstoff thermisch zersetzt wird. Dann wurde die Oberfläche der Magnetschicht poliert und endbearbeitet, so daß sie eine Dicke von ca. 0,5 µm hatte. Auf die Oberfläche der Magnetschicht wurde zur Herstellung einer Magnetplatte eine vorbestimmte Gleitmittelmenge (Perfluoralkylether [Krytox]) aufgetragen. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch diese Magnetplatte. In den Fig. 1 und 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Gleitmittel-Tränkungsmenge dieser Magnetplatte wurde durch Messung der Adhäsionskraft zwischen dem Magnetkopf und der Magnetplatte entsprechend dem Beispiel 1 bestimmt.

Die Tabelle III zeigt die Testergebnisse des vorliegenden Beispiels. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Magnetplatten, die unter Zugabe des thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs hergestellt wurden, offenbar hinsichtlich der Gleitmittel-Tränkungsmenge der Magnetplatte überlegen waren, die ohne einen solchen thermisch zersetzbaren Zusatzstoff hergestellt wurde (Vergleichsbeispiel 5). Insbesondere geht aus den Ergebnissen in bezug auf die Proben Nr. 17-20 hervor, daß die unter Zugabe eines Polyalkylenoxids hergestellten Magnetplatten eine wesentlich stärkere Tränkung mit Gleitmittel zeigten. Die Oberfläche jeder Magnetplatte wurde unter einem REM betrachtet. Dabei wurde gefunden, daß die Magnetplatten des Vergleichsbeispiels, Proben Nr. 6 und 7, eine Anzahl Poren mit einem Durchmesser von ca. 0,4 µm oder mehr aufwiesen, was zu einem starken Rauschen bei der Informationswiedergabe führte. Andererseits hatte jede Magnetplatte der Proben Nr. 17-20 des Beispiels 3 eine poröse Magnetschicht mit Feinporen, deren Durchmesser ca. 0,2 µm oder kleiner war, wobei deren Ausgangsrauschen bei der Wiedergabe mit dem der Magnetplatte des Vergleichsbeispiels 5 vergleichbar war, die ohne Zugabe eines thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs hergestellt war.

Tabelle III

Die Zugabemenge wurde als auf das Bindemittel bezogener Anteil angegeben. Ferner wurde die Gleitmittel-Tränkungsmenge als die aufgebrachte Gleitmittelmenge pro Flächeneinheit der Magnetplatte ausgedrückt.

Es wurde bestätigt, daß der gleiche Effekt, wie er in den Beispielen 1 und 2 durch den Einsatz von α-Fe₂O₃ oder γ-Fe₂O₃ erzielt wird, erzielt werden konnte, indem als nichtmagnetische Teilchen α-Fe₂O₃, SiO₂, Al₂O₃, SiC, ZrO₂, Polymerteilchen etc. und als magnetische Teilchen Eisenpulver, γ-Fe₂O₃ mit Cobalt, Fe₃O₄, Fe₃O₄ mit Cobalt, Bariumferrit etc. eingesetzt wurde.

Ferner wurde in den vorstehenden Beispielen ein warmhärtbares Harz des Epoxid-Phenol-Harzsystems als Bindemittel für die Magnetschicht und die Unterbeschichtung eingesetzt, und als Bindemittel für die Unterbeschichtung wurde ein UV-härtbares oder elektronenstrahl-härtbares Harz eingesetzt. Es braucht wohl kaum erwähnt zu werden, daß auch andere Typen von warmhärtbaren Harzen und UV- oder elektronenstrahl- härtbaren Harzen, die sich für die Zwecke der Erfindung eignen, eingesetzt werden können.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung die Herstellung eines magnetischen Datenträgers mit einer Anzahl Feinporen, die von der Unterbeschichtung zur Oberfläche der Magnetschicht verlaufen, und die Tränkung der Feinporen mit einem Gleitmittel in solcher Menge ermöglicht, daß die geforderte Tränkung erzielt wird; dies wird durch eine Kombination eines geeignet gewählten thermisch zersetzbaren Zusatzstoffs mit einer Wärmebehandlung oder durch die Kombination der Zugabe eines warmhärtbaren Harzes mit einer Extraktionsbehandlung erreicht, was nicht nur zu einer deutlichen Verbesserung der Abriebfestigkeit führt, sondern auch die Herstellung eines magnetischen Datenträgers erlaubt, der ausgezeichnete Stabilität und Betriebszuverlässigkeit aufweist und sich zum Einsatz bei der Aufzeichnung mit hoher Aufzeichnungskapazität eignet.

Durch die Erfindung wird ferner die Herstellung eines magnetischen Datenträgers mit einer Anzahl Feinporen ermöglicht, die bisher mit bekannten Verfahren nicht gebildet werden konnten, indem dem Magnetlack ein Polyalkylenoxid zugefügt wird, das ein geeignet gewählter Zusatzstoff ist, wobei gleichzeitig die Kompatibilität mit dem Bindemittel für die Magnetschicht und die thermische Zersetzbarkeit berücksichtigt sind, so daß die erforderliche Beziehung mit der Härtungstemperatur des Bindemittels gegeben ist. Der so hergestellte magnetische Datenträger kann mit einer großen Gleitmittelmenge getränkt werden und zeigt vermindertes Rauschen beim Aufzeichnen und der Wiedergabe von Information, so daß ein magnetischer Datenträger hoher Aufzeichnungsdichte mit sehr guter Stabilität realisiert wird.

Claims (26)

1. Magnetischer Datenträger mit einem Substrat und einer darauf gebildeten Magnetschicht, die magnetische Teilchen enthält, die mit einem ein warmhärtbares Harz enthaltenden ersten Bindemittel miteinander verbunden sind, und die eine Anzahl von mit einem Gleitmittel getränkten ersten Feinporen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Feinporen einen Durchmesser von 0,2 µm oder weniger haben und ein flächenmäßiger Feinporenanteil von 3-30% vorliegt.

2. Magnetischer Datenträger mit einem Substrat und einer darauf gebildeten Magnetschicht, die magnetische Teilchen enthält, die mit einem ein warmhärtbares Harz enthaltenden ersten Bindemittel miteinander verbunden sind, und die eine Anzahl von mit einem Gleitmittel getränkten ersten Feinporen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substrat und der Magnetschicht eine Unterbeschichtung vorgesehen ist, die ein zweites Bindemittel aufweist, das wenigstens ein Harz enthält, das ein warmhärtbares Harz, ein UV-härtbares Harz oder ein elektronenstrahl- härtbares Harz ist, wobei die Unterbeschichtung eine Anzahl zweite Feinporen aufweist, die mit den ersten Feinporen so in Verbindung stehen, daß sie die Oberfläche der Magnetschicht erreichen, und die Unterbeschichtung mit einem Gleitmittel getränkt ist.

3. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Feinporen einen Durchmesser von 0,2 µm oder weniger haben und in einem flächenmäßigen Feinporenanteil von 3-30% vorgesehen sind, und daß die zweiten Feinporen einen Durchmesser von 5 µm oder weniger haben und in einem flächenmäßigen Feinporenanteil von 5-60% vorgesehen sind.

4. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Feinporen in einem flächenmäßigen Feinporenanteil von 5-20% vorgesehen sind.

5. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Feinporen in einem flächenmäßigen Feinporenanteil von 5-20% vorgesehen sind.

6. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Feinporen einen Durchmesser von 1 µm oder weniger aufweisen.

7. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Feinporen in einem flächenmäßigen Feinporenanteil von 10-30% vorgesehen sind.

8. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Unterbeschichtung das 0,5fache oder mehr der Dicke der Magnetschicht beträgt.

9. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Unterbeschichtung 65 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das zweite Bindemittel, wenigstens eines nichtmagnetischen Teilchens eingebaut ist, das α-Fe₂O₃, SiO₂, Al₂O₃, SiC, ZrO₂ oder ein Polymerteilchen ist.

10. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Unterbeschichtung 65 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das zweite Bindemittel, wenigstens eines magnetischen Teilchens eingebaut ist, das γ-Fe₂O₃, Eisenpulver, γ-Fe₂O₃ mit Cobalt, Fe₃O₄, Fe₃O₄ mit Cobalt oder Bariumferrit ist.

11. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel Fluorpolyether ist.

12. Magnetischer Datenträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel Fluorpolyether ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers, gekennzeichnet durch
Beschichten eines Substrats mit einem Magnetlack, der ein warmhärtbares Harz, magnetische Teilchen, ein Lösungsmittel und einen bei der Warmhärtung des warmhärtbaren Harzes zersetzbaren Zusatzstoff umfaßt,
Erwärmen der resultierenden Beschichtung unter Warmhärtung des warmhärtbaren Harzes und gleichzeitigem Verbinden der magnetischen Teilchen miteinander, so daß eine Magnetschicht mit einer Anzahl Feinporen auf dem Substrat entsteht, und
Tränken der Feinporen mit einem Gleitmittel, wobei der Zusatzstoff ein Polyalkylenoxid ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid wenigstens eine Verbindung ist, die Polybutenoxid, Polypropylenoxid oder ein Copolymer davon oder ein Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers, gekennzeichnet durch
Beschichten eines Substrats mit einem Unterschichtlack, der ein zweites Bindemittel, das vorwiegend wenigstens ein Harz, das ein warmhärtbares Harz, ein UV-härtbares Harz oder ein elektronenstrahl-härtbares Harz ist, sowie einen leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoff, dessen thermische Zersetzbarkeit größer als diejenige des zweiten Bindemittels ist, enthält,
Ersthärten der Unterbeschichtung unter Anwendung wenigstens von Erwärmen, UV-Bestrahlen oder Elektronenstrahl-Bestrahlen, die bei einer solchen Temperatur, daß der thermisch zersetzbare Zusatzstoff überleben kann,
Beschichten der erstgehärteten Unterbeschichtung mit einem Magnetlack, der vorwiegend aus magnetischen Teilchen, einem ein warmhärtbares Harz enthaltenden ersten Bindemittel und einem Lösungsmittel besteht, unter Bildung einer Magnetschicht,
Erwärmen und Härten der Magnetschicht und der Unterbeschichtung bei einer höheren Temperatur als der Ersthärtungstemperatur, so daß der in der Unterbeschichtung enthaltene thermisch zersetzbare Zusatzstoff thermisch zersetzt und zerstreut wird unter Bildung einer Anzahl Feinporen in der Unterbeschichtung und gleichzeitiger Bildung einer feinen Bahn, die von den Feinporen zur Oberfläche der Magnetschicht verläuft, und,
ausgehend von der feinen Bahn, Tränken der Feinporen in der Unterbeschichtung mit einem Gleitmittel.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetlack ferner einen leicht thermisch zersetzbaren Zusatzstoff enthält.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der leicht thermisch zerseztbare Zusatzstoff ein Polyalkylenoxid ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der leicht thermisch zersetzbare Zusatzstoff ein Polyalkylenoxid ist.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid wenigstens eine der folgenden Verbindungen ist: Polybutenoxid, Polypropylenoxid, ein Copolymer derselben oder ein Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid wenigstens eine der folgenden Verbindungen ist: Polybutenoxid, Polypropylenoxid, ein Copolymer derselben oder ein Ethylenoxid/Propylenoxid-Copolymer.

21. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Datenträgers, gekennzeichnet durch
Beschichten eines Substrats mit einem Unterschichtlack, der ein zweites Bindemittel enthält, das vorwiegend aus wenigstens einem Harz, das ein warmhärtbares Harz, ein UV-härtbares Harz oder ein elektronenstrahl-härtbares Harz ist, und einem mit dem zweiten Bindemittel kompatiblen thermoplastischen Harz besteht, so daß eine Unterbeschichtung gebildet wird,
Ersthärten der Unterbeschichtung unter Anwendung von wenigstens Erwärmen, UV-Bestrahlen oder Elektronenstrahlbestrahlen bei einer Temperatur, bei der das in der Unterbeschichtung enthaltene thermoplastische Harz überleben kann,
Beschichten der erstgehärteten Unterbeschichtung mit einem Magnetlack, der vorwiegend aus magnetischen Teilchen, einem ein warmhärtbares Harz enthaltenden ersten Bindemittel und einem Lösungsmittel besteht, so daß eine Magnetschicht gebildet wird,
Zweithärten der Magnetschicht und der Unterbeschichtung bei einer Temperatur, bei der das in der Magnetschicht enthaltene warmhärtbare Harz unvollständig härtet und das in der Unterbeschichtung enthaltene thermoplastische Harz überleben kann,
Extrahieren und Entfernen des in der Unterbeschichtung enthaltenen thermoplastischen Harzes unter Einsatz eines Lösungsmittels durch die unvollständig gehärtete Magnetschicht,
Erwärmen und Härten der Unterbeschichtung und der Magnetschicht bei einer Temperatur, die höher als die Erst- und die Zweithärtungstemperaturen ist, so daß eine Anzahl Feinporen in der Unterbeschichtung und gleichzeitig in der Unterbeschichtung eine feine Bahn gebildet wird, die von den Feinporen ausgehend zur Oberfläche der Magnetschicht verläuft, und
ausgehend von der feinen Bahn, Tränken der Feinporen in der Unterbeschichtung mit einem Gleitmittel.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetlack ferner ein mit dem ersten Bindemittel kompatibles thermoplastisches Harz enthält.

23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz ein Polyalkylenoxid ist.

24. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz ein Polyalkylenoxid ist.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid wenigstens eine der folgenden Verbindungen ist: Polybutenoxid, Polypropylenoxid oder ein Copolymer davon oder ein Ethylenoxid/Propylenoxid- Copolylmer.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid wenigstens eine der folgenden Verbindungen ist: Polybutenoxid, Polypropylenoxid oder ein Copolymer davon oder ein Ethylenoxid/Propylenoxid- Copolymer.