DE69113306T2

DE69113306T2 - Verfahren zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsträger.

Info

Publication number: DE69113306T2
Application number: DE1991613306
Authority: DE
Inventors: Masaki Hirokoh; Tousaku Nishiyama; Tsumoru Ohata; Hiroshi Suzuki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2011-04-05
Also published as: DE69113306D1; EP0450956B1; EP0450956A2; EP0450956A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger oder ein magnetisches Aufzeichnungsmedium in Bandform zur Verwendung bei Video- und Audiogeräten oder informationsbezogenen Einrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums vom Beschichtungstyp, das eine ausgezeichnete Oberflächenglätte und ein hohes Rechteckverhältnis in der Längsrichtung des Bandes besitzt, um durch das wirksamste Ausrichtungsverfahren eine hohe Orientierung unter Benutzung von minimalen Mengen von Apparaturen und Leistung zu verwirklichen.
Gegenwärtig wird für verschiedene Aufzeichnungsmedien eine Verbesserung der Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Kenngrößen im Hochdichte-Aufzeichnungsbereich gefordert, entsprechend dem Trend zu hoher Bildqualität, digitaler Bearbeitung von Signalen, Verkleinerung der Geräte und hochschneller Bearbeitung.
Bei einem beschichteten Magnetaufzeichnungsmedium ist der Schlüssel zum Verbessern der Aufzeichnungs- und Wiedergabe- Kenngrößen im Hochfrequenzbereich eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften der Mediumschicht und Glätten der Mediumoberflächen. Um die magnetischen Kenngrößen zu verbessern, ist es notwendig, die magnetische Intensität der aufgezeichneten Signale zu erhöhen. Um die Mediumfläche zu glätten, ist es notwendig, den im Augenblick des Aufzeichnens und des Wiedergebens auftretenden Abstandsverlust durch Unterdrücken des Spaltes zwischen dem Aufzeichnungs/Wiedergabe-Kopf und den magnetischen Partikeln soweit zu verringern, wie es an der Mediumseite möglich ist. Vor einem solchen Hintergrund wurden auf dem Gebiet der Aufzeichnungsmaterialien solche mit höherer magnetischer Energie untersucht, und die Koerzitivkraft von Eisenoxid-Teilchen wurde verbessert durch Beschichten mit Co, und Partikel aus Legierungen mit hoher Magnetisierungssättigung und Koerzitivkraft entwickeln sich zur Hauptrichtung.
Mit Bezug auf den Vorgang zum Anbringen und Ausbilden der Form der Magnetteilchen und der Magnetschicht wurden Untersuchungen angestellt hinsichtlich des Verfahrens zum Anheben der Pakkungsdichte der Magnetschicht durch Verringern der Größe der Magnetteilchen, Absenken des Axialverhältnisses und Optimieren des Zusammensetzungsverhältnisses der Magnetschicht, eines Verfahrens zum Ausrichten der Anordnungsrichtungen von Magnetteilchen in Längsrichtung des Mediums bis zur Grenze durch Verstärkung des Ausrichtungsvorgangs, und eines Verfahrens zum Optimieren der Kalander-Bedingungen beim Ausbilden der Magnetschicht und der Einfriertemperatur des Binderharzes.
Zusammen mit der Verbesserung der Magnetteilchen wird es, da die Koerzitivkraft erhöht wird, jedoch notwendig, das äußere Magnetfeld zu verstärken, um das Magnetmoment in der Anfangsphase der Ausrichtung in Richtung der Achse der leichten Magnetisierung festzulegen, oder die Magnet-Abstoßkraft unter den Magnetteilchen neigt, wenn die Sättigungsmagnetisierung erhöht wird, dazu, sich in der Anordnung zu erhöhen. Außerdem bringt die Verkleinerung der Teilchengröße eine Abnahme des Abstandes zwischen den Teilchen nach dem Aufbringen der Beschichtung oder im Auftragszustand mit sich, und eine Herabsetzung des Axialverhältnisses führt zu einer Verminderung der magnetischen Anisotropie-Energie der Teilchen.
So wirken magnetische und morphologische Verbesserungen der Magnetteilchen negativ auf das Erzielen eines ausgezeichneten Rechteckverhältnisses ein. Bisher wurde nach dem Stand der Technik versucht, mit der höheren Koerzitivkraft, dem niedrigeren Axialverhältnis und der stärkeren Abstoßungskraft unter den Teilchen dadurch fertig zu werden, daß der beschichtete Film während des Ausrichtungsvorgangs früh getrocknet wurde, wie auch durch ein leistungsstarkes Ausricht-Magnetfeld. Z. B. wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, wie durch weiteres Verbessern des bekannten Verfahrens der Orientierungsbearbeitung während des Trocknens (JP-OS 59-71133), des Ausführens des Ausrichtungsvorgangs nach dem Trocknen in einem solchen Ausmaß, daß nicht etwa magnetisch eine Wiederverklumpung erfolgt, und dann ein Wiedertrocknen gegeben ist (JP-OS 56-35496) oder daß ein magnetisches Ausrichtmittel in den Trocknungsvorgang einbezogen wird (JP-OS 60-70532) oder einer vorläufigen Ausrichtung und Trocknung eine Zwischentrocknung mit gleichzeitiger regulärer Ausrichtung folgt, worauf dann das reguläre Trocknen erfolgt (JP-OS 60-76023).
Um überlegene Oberflächeneigenschaften zu erhalten, ist jedoch ein glatter und homogener Beschichtungsfilm vor dem Kalandern erforderlich, und unverzichtbare Bedingungen sind, daß der Ausrichtvorgangund der Trockenvorgang keine Rauhigkeit der beschichteten Oberfläche verursachen, wie auch, daß ein ausreichendes Einebnen nach dem Auftragen der Magnetpasten erfolgt. Beim üblichen Verfahren ist deshalb der Beschichtungsfilm nach dem Trocknen nicht von ausgezeichneter Art, obwohl die Ausrichtung verbessert werden kann, und es ist schwierig, die Oberflächenglätte der endgültigen Magnetschicht zu verbessern.
Nach dem deutschen Patent DE-A-36 03 954 ist ein Verfahren zum Ausrichten von Magnetteilchen in dem dünnen Magnetfilm einer Magnetplatte in Umfangsrichtung der Magnetplatte geoffenbart durch Anlegen eines horizontalen Magnetfeldes an die Magnetplatte in deren Umfangsrichtung, unmittelbar nachdem der dünne Magnetfilm an der Magnetplatte ausgebildet wurde, wobei das Verfahren umfaßt:
einen ersten Schritt des Ausführens einer Teilchenausrichtung in solcher Weise, daß ein Magnetfeld auf die beiden Oberflächen der Magnetplatte angelegt wird, das zwischen zwei Magnetpolen mit gleicher Polarität gebildet wird, die so angeordnet sind, daß sie mit Bezug auf die Magnetplatte im wesentlichen symmetrisch liegen; und einen zweiten Schritt des Ausführens der Teilchenausrichtung in solcher Weise, daß ein Magnetfeld infolge eines Magnetpols einer ersten Polarität und ein Magnetfeld infolge eines Magnetpols einer zweiten Polarität abwechselnd mindestens an eine Oberfläche der Magnetplatte anlegte werden, die durch den genannten ersten Schritt einer Teilchenausrichtung unterworfen wurde.
Es ist deshalb das primäre Ziel dar Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Aufzeichnungsmediums darzulegen, welches ein hohes Rechteckverhältnis besitzt, ohne die Oberfläche eines Mediums auf zurauhen, und das auch bei Benutzung von Magnetteilchen mit sehr geringer Teilchengröße und hoher Sättigungs-Magnetisierung und Koerzitivkraft, für den Zweck des Aufzeichnens und des Wiedergebens von Signalen im Hochdichte-Aufzeichnungsbereich.
Nach der vorliegenden Erfindung wird Verfahren zum Herstellen eines Magnetaufzeichnungsmediums vom Beschichtungstyp in Bandform geschaffen, welches in der nachfolgenden Reihenfolge umfaßt:
a) einen Schritt des Beschichtens eines nichtmagnetischen Substrats mit einer magnetischen Pastenschicht, die hauptsächlich zusammengesetzt ist aus nadelförmigen oder körnigen Magnetteilchen und einem Harzbinder;
b) einen Spontan-Trockenschritt von 2 bis 7 s in Abwesenheit eines externen Magnetfeldes, um eine Einebnung der beschichteten Fläche und spontane Verdampfung des Lösungsmittels einzuleiten;
c) einen ersten Ausrichtungsschritt zum Trennen verklumpter Partikel, der besteht aus dem plötzlichen Anlegen eines starken Magnetfeldes in der Längsrichtung des Mediums, mit einer Stärke von mindestens dem Dreifachen der Koerzitivkraft der Magnetpartikel in der aufgetragenen Schicht während nicht mehr als 0,5 s, um so Magnetmomente in Magnetteilchen in der aufgetragenen Schicht zu induzieren und sie in Längsrichtung des Mediums auszurichten; und
d) einen zweiten Ausrichtungsschritt zum Unterdrücken magnetischer Abstoßungskräfte zwischen den Teilchen während des Anordnens der Magnetteilchen, der besteht aus dem Anlegen eines Gleich-Magnetfeldes mit einer Intensität von mindestens der Hälfte der Koerzitivkraft der Magnetteilchen während mindestens 2 s in der aufgetragenen Schicht und in Längsrichtung, um dadurch die Magnetteilchen in der aufgetragenen Schicht in der Längsrichtung auszurichten.
Durch vorsätzliches Festsetzen des Spontantrockenschrittes vor dem ersten Ausrichtungsschritt werden ein Einebnen der beschichteten Fläche und ein spontanes Verflüchtigen des Lösungsmittels herbeigeführt, und es wird die Verhinderung einer Bewegung der Magnetteilchen innerhalb des Beschichtungsfilms bewirkt, wenn ein starkes Magnetfeld im ersten Orientierungsschritt angelegt wird. Daneben können, da die Einebnungszeit nach dem Ausbilden des Films ausreichend ist, Wellungen des Beschichtungsfilms, der während des Beschichtens nicht vollständig gleichförmig gestaltet wird, verringert werden. Durch diese Auswirkungen wird eine Aufrauhung der Deckschichtfläche infolge der Ausrichtung durch das Magnetfeld verhindert, während die Beschichtungsfilmfläche verbessert wird. Werden hier die Fertigungsbedingungen zum Erhalten einer allgemeinen Zusammensetzung des beschichteten Magnetaufzeichnungsmediums vorausgesetzt, so ist es erwünscht, für den Spontan-Trockenschritt 2 bis 7 s anzusetzen. Diese Zeit gilt bei Annahme des Nichtflüchtigkeits-Verhältnisses der magnetischen Beschichtungsmasse zu 25% bis 45% zum Zeitpunkt des Beschichtens, bei einer Deckschicht-Dicke nach dem Trocknen von 1,0 bis 5,0 um.
Im ersten Ausrichtschritt wird durch Anlegen deines starken Gleich-Magnetfeldes in Längsrichtung des Mediums ein Magnetmoment für die willkürlichen Richtungen zugewendet liegenden Magnetteilchen aufgebaut, und dann wird die Ausrichtung mit einem starken Drehmoment in Richtung des Magnetfeldes bewirkt. Das auf die Teilchen zu diesem Zeitpunkt einwirkende Drehmoment wirkt als Scherkraft, die wirksam eine Trennung der Teilchen bewirkt, die sich infolge Spontanmagnetisierung nach der Dispersionsbehandlung der Auftragsmasse wieder verklumpt haben.
Die bei dem ersten Ausrichtungsschritt erforderliche Magnetfeldstärke wird als sehr groß erwünscht unter Beachtung der ultrafeinen Teilchen des Magnetpulvers und der Tendenz zu höherer Koerzitivkraft und niedrigerem Axialverhältnis, und wird mindestens als das Dreifache oder mehr der Koerzitivkraft der Magnetteilchen im Pulverzustand erwünscht. Der Grund dafür ist, daß das Magnetmoment nicht wirksam erregt werden kann, wenn das maximale Magnetfeld weniger als das Dreifache der Koerzitivkraft beträgt, wenn die Achse der harten Magnetisierung der Magnetteilchen im Anfangszustand vor dem Ausrichten in der Richtung des Magnetfeldes liegt.
Die Zeitlänge des Anlegens des starken Magnetfeldes im ersten Ausrichtungsschritt sollte nicht länger als erforderlich sein, und es ist erwünscht, daß sie unter 0,5 s bleibt, wenn die Magnetfeldstärke mehr als das Dreifache der Koerzitivkraft der Magnetteilchen beträgt. Wenn diese Anlegezeit länger ist, beginnt die magnetische Auftragsschicht zu fluidisieren, und die Glätte und die Ausrichtungs-Gleichheit, die durch Ausnutzung des Einebnungs-Verhaltens erhalten wurde, werden geopfert, und die Oberflächenglätte nach dem Trocknen wird beeinträchtigt.
In dem zweiten Ausrichtschritt durch Anlegen eines Gleich- Magnetfeldes innerhalb der Auftragsschicht und in Längsrichtung ist beabsichtigt, die Magnetabstoßungskraft unter den Magnetteilchen zu unterdrücken, damit sie etwa in Magnetausrichtung sind, wenn das Magnetmoment in dem ersten Ausrichtungsschritt erregt wird, und um sie genau in der Längsrichtung des Mediums anzuordnen. Wenn der Anordnungsgrad der Magnetteilchen verbessert wird, steigt die magnetische Abstoßungskraft, und deswegen ist es erwünscht, daß die minimale Magnetfeldstärke 1/2 oder mehr der Koerzitivkraft der Magnetteilchen im Pulverzustand beträgt und während mindestens 2 s anhält.
Für das im zweiten Ausrichtungsschritt unter Beachtung der Konstanz der Magnetfeldstärke oder der Gleichmäßigkeit des Magnetfeldes anzulegende externe Magnetfeld ist es sehr erwünscht, von dem horizontalen Magnetfeld Gebrauch zu machen, das durch Durchleiten eines stabilen Gleichstromes in der Magnetspule erhalten wird.
Außerdem werden vom Ende des ersten Ausrichtungsschrittes bis zum Ende des zweiten Ausrichtungsschrittes eine Vielzahl von Luftdüsen eingesetzt, und es wird warme Luft auf die Auftragsschichtfläche gerichtet, deren Temperatur und Strömungsrate so eingestellt wird, daß die Oberfläche der Auftragsschicht durch das Trocknen nicht aufgerauht wird, und die Abstoßungskraft der Magnetteilchen wird durch den Viskositätsanstieg der Auftragsschicht ausgeglichen, so daß die Ausrichtung sehr wirksam aufrechterhalten werden kann.
Durch diese Effekte ist es bei der Erfindung möglich, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu erhalten, das sich sowohl durch sein Rechteckverhältnis in Längsrichtung als auch durch seine Oberflächenglätte auszeichnet, die so nach dem üblichen Verfahren durch Benutzen von Magnetteilchen mit hoher Koerzitivkraft und niedrigem Achsenverhältnis nicht verwirklicht werden konnten. Die Lese/Schreib-Kenngrößen der erfindungsgemäß erhaltenen Medien können ein hohes Aufzeichnungs/Wiedergabe- Verhalten im Hochdichte-Aufzeichnungsbereich zeigen.
Fig. 1 ist ein Aufbauschaubild, das die Herstellapparatur bei einer Ausführung der Erfindung zeigt, und
Fig. 2 ist ein Diagramm, das sich auf ein Verfahren zum Aufbringen eines externen Magnetfeldes bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bezieht.
Fig. 1 zeigt Fertigungsausrüstung für Magnetband nach einer Ausführung der Erfindung. Bezugszeichen 1 bezeichnet ein nichtmagnetisches Substrat. Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Magnet- Beschichtungsmasse. Bezugszeichen 3 ist eine Beschichtungsmaschine zum Aufbringen von Magnet-Beschichtungsmasse auf das nichtmagnetische Substrat. Bezugszeichen 4 ist eine Permanentmagnet-Einheit. Bezugszeichen 5 ist ein durch eine Magnetspule gebildeter Magnetfeld-Generator. Bezugszeichen 6 bezeichnet Ausrichtsystem-Stützschienen zum Halten der Permanentmagnet- Einheit 4 und des Magnetfeld-Generators 5. Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Luftdüse.
Das nichtmagnetische Substrat besteht aus Papier, Glas, Aluminium, anderem nichtmagnetischen Metall, Keramik usw. und besonders bevorzugte Materialien sind Polyester wie Polyethylen-Terephthalat und Polyethylen-2, 6-Naphthalat, Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen, Zellulose-Derivate wie Zellulose-Acetat, Zellulose-Diacetat, Zellulose-Acetat-Butylat und Zellulose-Acetat-Propionat, Vinylharze wie Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid und Kunststoff-Filme wie Polycarbonat, Polyimid, Polyetherimid und Polyimidamid, die ausgezeichnete Oberflächen-Eigenschaften, Dauerhaftigkeit und Flexibilität besitzen und allgemein bei bandförrnigen Medien eingesetzt werden. Bei der vorgestellten Ausführung wird ein Polyethylen- Terephthalat-Film benutzt, der bei Video-Recordern hoher Auflösung eingesetzt wird und für überlegene Oberflächenglätte bekannt ist.
Die Magnet-Beschichtungsmasse 2 wird hergestellt durch Kneten von Magnetpulver, Binder, nichtmagnetischen festen Feinteilchen und anderem zusammen mit einem Lösungsmittel. Das Magnetpulver besteht hauptsächlich aus Magnetmaterialien wie nadelförmiges Gamma-Eisenoxid (γ-Fe&sub2;O&sub3;), Chromoxid (CrO&sub2;), nadelförmiges Metallpulver (Fe), Eisencarbid (FeC), Eisennitrid (FeN), Ferrit und Bariumferrit, und andere Elemente können erforderlichenfalls hinzugefügt werden. Als Binder werden thermoplastische Harze benutzt, z.B. Polyurethan, Vinylchlorid/Vinylacetat- Kopolymer, Zellulose-Derivate, Urethan-Elastomer und Nitrozellulose-Polyamid-Harz. Nichtmagnetische Feinfeststoff-Teilchen werden hauptsächlich hinzugefügt, um die Leitfähigkeit, die Polier-Eigenschaften, die Schmierfähigkeit und die Dauerhaftigkeit zu verbessern, und insbesondere werden aufgeschmolzenes Aluminiumoxid, Siliziumkarbid, Chromoxid, Diamant, Korund, Graphit, Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Kohlenstoffruß und anderes benutzt. Beispiele für Lösungsmittel enthalten Azeton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexan und andere Ketone; Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol und andere Alkohole; Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat und andere Essigsäuren; und Benzol, Toluol, Xelol und andere aromatische Kohlenwasserstoffe werden entweder allein oder gemischt eingesetzt. Daneben können als Dispergator, Schmiermittel und Stabilisator Myristinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure, Linolsäure, Linolensäure und andere organische Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht hinzugefügt werden. Diese Materialien werden allgemein, bezogen auf 100 Gew.-Teile Magnetpulver, hinzugefügt als 16 bis 30 Gew.-Teile Binder, 1 bis 10 Gew.-Teile andere Zusätze und der nichtflüchtige Gehalt der dispergierten Masse wird auf 25% bis 80% eingestellt, und die Magnetneschichtungsmasse wird durch den Vorgang des Knetens und Dispergierens erhalten. Zu dem Knet- und Dispergier-Verfahren kann eine Kugel- oder Sandmühle benutzt werden, und viele anderen allgemeine Verfahren sind erwähnt in "Paint Flow and Pigment Dispersion" von T.C. Patton, und alle diese Verfahren können zum Kneten und Dispergieren benutzt werden.
Bei dieser Ausführung wird die Beschichtungsmasse mit Benutzung von Legierungs-Magnetpulver beim Ausbilden der Magnetschicht eingesetzt.
Die Beschichtungsmaschine 3 ist allgemein ein Tiefdruck-Beschichter, doch können auch andere Maschinen eingesetzt werden, z.B. Luft-Streichbeschichter, Klingen-Beschichter, Luftmesser- Beschichter, Kissen-Beschichter und die Farbaufträger, die erwähnt sind in "Coating Engineering", veröffentlicht 1971 durch Asakura Shoten. Bei der vorgestellten Ausführung wird der Tiefdruck-Beschichter benutzt, um die magnetische Beschichtungsmasse auf das nichtmagnetische Substrat aufzutragen. Danach wird nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren eine Ausrichtung bewirkt, gefolgt von Trocknen, Kalandern und Aushärten.
Die Permanentmagnet-Einheit 4 besteht aus zwei Permanentmagneten, bei denen die gleichen Pole einander gegenüber liegen. Als Permanentmagnete können allgemein ein Mangan-Wismut-Magnet, Mangan-Aluminium-Magnet, Ferrit-Magnet und Samarium-Kobalt, Yttrium-Kobald und Cer-Kobalt benutzt werden, die hauptsächlich aus Seltenerdelementen zusammengesetzt sind. Bei der Ausführung werden die für hohe Spontan-Magnetisierung bekannten Permanentmagnete aus Samarium-Kobalt benutzt, und es wird ein maximales Horizontal-Magnetfeld von 8 000 Gauß erreicht.
Der Magnetfeld-Generator 5 ist eine Magnetspule, bei der die Mittelöffnung in Rechteckform ausgebildet ist, um das nichtmagnetische Substrat durchzulassen, wie bereits aus US-PS 3 256 112 bekannt. Der mit einer Kühleinheit versehene Generator wird weithin eingesetzt, damit er sich nicht bei Langzeit-Beaufschlagung mit Erzeugung eines hohem Magnetfeldes erhitzt. Infolge der rechtwinkligen Öffnung in dem Magnetfeld-Generator wird ein horizontales und gradientarmes Magnetfeld in Längsrichtung an dem durch die Mitte durchlaufenden nichtmagnetischen Substrat erhalten. Die Magnetfeldstärke wird durch den dem Magnetfeld-Generator zugeführten Strom gesteuert.
Die Ausrichtsystem-Stützschienen 6 sind horizontal zur Lauffläche des nichtmagnetischen Substrats installiert, und durch Bewegen der Permanentmagnet-Einheit 4 und des Magnetfeld- Generators 5 auf den Schienen kann die Zeit von dem Beschichtungskopf bis zum Ausrichtvorgang und die Intensität des Magnetfeldes zwischen den Magneten eingestellt werden. Der bei der Ausführung benutzte Magnetfeld-Generator kann ein maximales Magnetfeld von 8 000 Gauß erzeugen und ist so ausgelegt, daß er bis zu 10 Einheiten auf den Stützschienen aufnehmen kann. Derartige Mehrstufen-Magnetfeld-Generatoren wurden beispielsweise in JP-OS 56-119938 geoffenbart.
Die Luftdüse 7 ist hinter jedem Ausrichtmagneten installiert, und die Warmluft von dem Warmluftzuführer wird auf die auf das nichtmagnetische Substrat aufgetragene Magnetschicht aufgeblasen. Durch Steuern des Warmluftzuführers kann die Temperatur und Strömungsrate der aus der Luftdüse ausströmenden Warmluft eingestellt werden.

Ausführungsbeispiel 1

Als schwer auszurichtendes Magnetpulver wurde ein nadelförmiges magnetisches Metallpulver mit einer Koerzitivkraft von 1 570 Oe und einem Axialverhältnis von 9,5 eingesetzt. Die Eigenschaften des Magnetpulvers sind in Tabelle 1 gezeigt, und die Zusammensetzung der Beschichtungsmasse bei Dispersion in organischen Bindern ist in Tabelle 2 gezeigt. Mit der in Tabelle 2 gezeigten Beschichtungsmassen-Zusammensetzung wurde das Magnetpulver ausreichend geknetet und dispergiert durch einen Druckkneter und eine Sandmühle, und es wurde eine magnetische Beschichtungsmasse mit einem Nichtflüchtigkeits-Verhältnis von 35 Gew.-% erhalten.
Die Beschichtungsbedingung wurde so eingestellt, daß die Trokkendichte 2,9 um an einem 10 um dicken PET beträgt, und die Ausrichtbedingung wurde nach Tabelle 3 eingestellt, gefolgt von Trocknen und Kalandern.
Der nachfolgende Vorgang wurde durchgeführt, um die Ausrichtungsbehandlungs-Bedingung in Tabelle 3 zu erhalten durch Benutzen der Ausrichtungs-Geräte nach der genannten Ausführung.

Spontan-Trockenzeit

Sie wurde eingestellt durch Bewegen der Einzelposition der Permanentmagnet-Einheit als erste Stufe des Ausrichtungssystems nach vorne und nach hinten an den Trageschienen.

Maximale Magnetfeldstärke des ersten Ausrichtungsschrittes

Sie wurde eingestellt durch den Abstand zwischen den gegenüberliegenden gleichen Polen der Permanentmagneten.

Minimale Magnetfeldstärke des zweiten Ausrichtungsschrittes

Die magnetische Feldstärke zwischen den Magneten wurde durch den Strom gesteuert, mit dem der Magnetfeld-Generator beaufschlagt wurde.

Anlegezeit des zweiten Ausrichtungsschrittes

Die Magnetfeld-Zeitlänge des gesamten Ausrichtvorganges wurde gesteuert durch Beaufschlagen von 10 Magnetfeld-Generatoren mit Strom, von dem am nächsten zur Beschichtungsmaschine befindlichen Generator aus.
In der Folge wurde durch eine 24stündige Aushärtebehandlung bei 60ºC eine Stützbeschichtungs-Schicht, die hauptsächlich aus Kohlkenstoffruß bestand, mit einer Dicke von 0,6 um aufgetragen, und die Probebänder A, B, C, D, E und F wurden hergestellt.
Zum Vergleich mit diesen Probebändern wurden andere Proben gemäß Tabelle 4 ausgerichtet. Diese Vergleichsproben wurden mit der gleichen Materialzusammensetzung, Formulierung der magnetischen Auftragsmasse und dem gleichen Beschichtungsverfahren wie bei dem Ausführungsbeispiel hergestellt.
Die so hergestellten Proben wurden in Bandform geschnitten und das Rechteckverhältnis (Br/Bm) des Bandes in der Längsrichtung des Mediums und die Oberflächenglätte der Magnetschicht wurden bewertet.
Die Ergebnisse der Bewertung werden nachfolgend der Reihe nach erklärt
Tabelle 5 faßt das Rechteckverhältnis des Bandes in Längsrichtung des Mediums und die Hauptflächen-Rauhigkeit der Ausführungs- und Vergleichsproben in Hinsicht auf den Ausrichtzustand zusammen. Das Rechteckverhältnis wurde gemessen durch eine VMS-Vorrichtung (vibrating sample magnetometer - vibrierendes Proben-Magnetometer) durch Wobbeln eines Magnetfeldes von 10 k Oe, und die Hauptflächen-Rauhigkeit wurde durch ein kontaktfreies dreidimensionales Oberflächenrauhigkeits-Messgerät mit optischer Interferenz gemessen.
Aus Tabelle 5 ist zu ersehen, daß die größte Auswirkung erreicht wird, wenn die Ausrichtbedingungen die folgenden Anforderungen erfüllen:
(1) spontane Trocknungszeit: 2,0 s bis 7,0 s.
(2) Magnetfeld-Anlegezeit beim ersten Ausrichtungsschritt: innerhalb von 0,5 s, wenn mehr als das Dreifache der Magnetpulver-Koerzitivkraft angelegt sind.
(3) minimale Magnetfeldstärke beim zweiten Ausrichtungsschritt: 1/2 oder mehr der Koerzitivkraft des Magnetpulvers.
(4) Anlegezeit beim zweiten Ausrichtungsschritt: 2 s oder mehr und ein hohes Rechteckverhältnis von 0,86 oder mehr in Längsrichtung des Mediums und eine überlegene Oberflächenglätte von etwa 6 nm mittlerer Oberflächenrauhigkeit wurden erreicht.
Bei den Proben G bis L, bei denen jeweils keine hohe Ausrichtung und keine überlegene Glätte erhalten wurde, gelten die folgenden Gründe als Hauptfaktoren:
Da die Spontan-Trocknungszeit zu kurz ist, tritt zunächst in Probe G eine Entordnung der Ausrichtung nach dem Ausrichtungsvorgang auf, und in Probe H wird die Ausrichtung festgelegt, bevor eine vollständige Anordnung im Ausrichtungsvorgang stattgefunden hat.
In Probe I ist die Ausrichtung der Magnetteilchen bei den in dieser Ausführung benutzten Magnetteilchen mit niedrigem Axialverhältnis nicht ausreichend, da die maximale Magnetfeldstärke im ersten Ausrichtungsschritt niedrig liegt.
Im Gegensatz dazu wird bei der Probe J mit einer hohen maximalen Magnetfeldstärke im ersten Ausrichtungsschritt eine Zeit des Überschreitens des Dreifachen der Magnetpulver-Koerzitivkraft von mehr als 0,5 s erhalten, es ergibt sich ein sehr hohes Rechteckverhältnis, während die Magnetschicht fluidisiert wird, wodurch sich eine schlechte Oberflächenrauhigkeit ergibt.
In Probe K wird, da die minimale Magnetfeldstärke im zweiten Orientierungsschritt zu niedrig liegt, eine Entordnung der Ausrichtung der Magnetteilchen in diesem Abschnitt nicht ausreichend unterdrückt, und der Ordnungsgrad der Magnetteilchen wird schließlich abgesenkt. In gleicher Weise ist in Probe L, da die Anlegezeit im zweiten Ausrichtungsschritt kurz ist, eine Entordnung der Ausrichtung nach dem Ausrichtungsvorgang aufgetreten.
Wenn so schwer auszurichtende Magnetteilchen mit kleinem Axialverhältnis mit dem Ausrichtverfahren des Vergleichsbeispiels benutzt werden, kann kein hoher Ordnungsgrad der Magnetteilchen erhalten werden, da die Bedingung für den Ausrichtvorgang außerhalb der sehr empfindlichen Einstellung zum Ausrichten mit hoher Genauigkeit liegt. Wenn ein hoher Ausrichtgrad erreicht wird, ergibt sich eine angerauhte Oberfläche der Magnetschicht, wodurch sich die Lese/Schreibe-Kenngrößen im Bereich hoher Aufzeichnungsdichte geopfert werden.
Im Gegensatz dazu werden bei der erfindungsgemäßen Ausführung, da das optimale Ausrichtverfahren zum Erzielen eines hohen Ordnungsgrads unter Aufrechterhaltung der Oberflächenrauhigkeit in erfindungsgemäßer Weise für die Magnetteilchen benutzt wird, Bandkenngrößen erhalten, die offensichtlich denen der Vergleichsbeispiele überlegen sind. Tabelle 1 Nadelförmiges Metall- Magnetpulver PET spez.Oberfl.-Größe [m²/g] Koerzitivkraft (Hc) [Oe] Sättigungs-Magnetisierung (Is) [emu] Axial-Verhältnis (Länge/Breite) Tabelle 2 Magnetpulver Gew.-Teile Harzbinder (Vinylchlorid (Polyurethan Aluminiumoxid Kohlenstoff Schmierstoff (Myristinsäure (Stearinsäure (n-Butylstearat Härter
Die Lösungsmittel-Zusammensetzung wurde auf ein Mischungsverhältnis Methylethylketon:Toluol:Cyclohexan - 3:3:1 eingestellt. Tabelle 3 Ausrichtzustand bei Probenherstellung Nichtausrichten Erstes Ausrichten Zweites Ausrichten Nicht-Ausrichtzeit T Zeit mit 3 Hc oder mehr Min-Magnetfeld:Hmin Anlegezeit: t Tabelle 4 Ausrichtzustandg Nichtausrichten Erstes Ausrichten Zweites Ausrichten Nicht-Ausrichtzeit T Zeit mit 3 Hc oder mehr Min-Magnetfeld:Hmin Anlegezeit: t Tabelle 5 Probe Parameter-Einstellung Andere Ausricht-Bedingung Rechteck-Verhältnis Br/Bm Oberflächen-Rauigkeit Rms (nm) Behandlungszeit T ohne Ausrichten Erstes Ausrichten Min-Magnefteld H Anlegezeit t Zeit bei 3 Hc oder mehr = 0,1 s (Max: 3,2 Hc) Min-Magnetfeld: Hmin = 0,51 Hc: 800 Gauss Anlegezeit: t = 2,0s Zeit für Nichtorientierungsbehandlung = 0,5 s Max-Magnetfeld:

Ausführungsbeispiel 2

Um die Wirkung der Luftdüse zu bewerten, wurde der Warmluft- Blaszustand aus der hinter jeder Magneteinheit installierten Luftdüse untersucht mit dem Ausrichtzustand der Probe B. Mit Einstellungen der Temperatur und der Luftströmung der Luftdüse gemäß Tabelle 6 wurden Proben M bis T hergestellt. Bei jeder Bedingung war die Luftdüsen-Zeitlänge identisch.
Bei diesen Proben wurden das Rechteckverhältnis in Längsrichtung des Mediums und die Oberflächenrauhigkeit in gleicher Weise wie im Beispiel 1 gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammen mit den Blasbedingungen gezeigt.
Wie aus Tabelle 6 zu ersehen, kann durch Aufblasen einer angemessen erwärmten Luft auf die Auftragschicht durch die hinter jeder Magneteinheit installierte Luftdüse die Auswirkung der Erfindung weiter verbessert werden.
Bei der Einstellung der Luftdüse hat sich aus diesen Versuchsergebnissen gezeigt, daß die beste Auswirkung erhalten wird mit einer Luftströmungsrate von 7 bis 25 m³/min bei einer Temperatur von 50 bis 100º am Düsenauslaß. Falls die Temperatur niedriger liegt oder der Luftstrom geringer ist, wird die gleiche Wirkung nicht beobachtet, während bei höherer Temperatur oder größerer Luftströmung die Oberfläche der Beschichtung auf gerauht ist.

Ausführungsbeispiel 3

Im Gegensatz zur Probe N nach der Ausführung, welche die maximale Wirkung zeigte, wurden die folgenden Vergleichsbeispiele hergestellt.
In dem am dichtesten zum Beschichtungskopf der allgemein benutzten Standard-Beschichtungsmaschine gelegenen Ofen waren 6 Magnetfeld-Generatoren mit der gleichen Kapazität, wie sie in Beispielen 1 und 2 benutzt wurden, installiert, und die Ausrichtung wurde unter mächtigem Trocknen in dem Magnetfeld bei der Intensität 6 kGauß ausgeführt, und so ergab sich Vergleichsbeispiel 1.
Ein Warmluft-Gebläse war zwischen dem gleichen Kühlkopf in der gleichen Maschine wie im Vergleichsbeispiel 1 und dem ersten Ofen installiert, und eine Warmluft mit 80ºC wurde zur vorläufigen Trocknung aufgeblasen und die Ausrichtung wurde bei 6 kGauß bei üblicher Trocknung durchgeführt, wodurch sich Vergleichsbeispiel 2 ergab.
Das Ergebnis bezüglich Rechteckverhältnis und Oberflächenrauhigkeit dieses Vergleichsbeispiels und des Beispiels N sind in Tabelle 7 gezeigt.
Im Vergleichsbeispiel 1 ist, da ein abrupter Trockenzustand, größer als üblich, erforderlich ist, die Oberflächenrauhigkeit groß, obwohl die Ausrichtung gleichartig Zum Ausführungsbeispiel ist, und es konnte keine ausgezeichnete Oberflächenglätte wie bei dem Ausführungsbeispiel erreicht werden.
Im Vergleichsbeispiel 2 sind die Oberflächen-Eigenschaften und die Ausrichtung beide im Luftstrom ausgeglichen, jedoch sind sowohl Ausrichtung wie auch Oberflächenrauhigkeit nicht wie beim Ausführungsbeispiel in überlegener Weise vorhanden.
Wie in der hier vorstellten Ausführung gezeigt, wird auch bei dem schwer auszurichtenden Magnetpulver mit kurzem Axialverhältnis und großer Koerzitivkraft durch Ausführen der Erfindung ein überlegenes Ausrichtverhalten und ebenfalss eine solche Oberflächenglätte hergestellt, wie sie nach dem Stand der Technik nicht erreicht werden konnten.
Bei dieser Ausführung wurden als Ausrichtsystem Seltenerd- Permanentmagnet und Magnetfeld-Generator kombiniert, dies ist jedoch nicht zwingend, und es können nur Permanent-Magneten oder nur Magnetfeld-Generatoren insoweit als Ausrichtverfahren der Erfindung durchgeführt werden, und dabei ist der Magnetfeld-Generator nicht nur auf einen Magnetspulentyp begrenzt.
Die Bestandteil-Materialien der Magnetschicht und das Verfahren zum Dispergieren in organischen Bindern und Ausbilden des Bandes sind nicht auf die vorgestellten begrenzt, und die Auswirkungen der Erfindung werden auch bei Benutzung anderer Materialien oder Verfahren erhalten, solange die Materialien, das Verfahren zur Herstellung der Auftragsmasse oder das Auftragsverfahren zur Erzeugung von beschichteten Magnetbändern geeignet sind. Tabelle 6 Probe Luftblas-Bedingung Band-Kenngrößen Temperatur Luftstromrate Rechteck-Verhältnis Oberflächen-Rauhigkeit Tabelle 7 Probe Rechteck-Verhältnis Oberflächen-Rauhigkeit Probe N Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Luftstrom: Gering Mittel Stark

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines Magnetaufzeichnungsmediums vom Beschichtungstyp in Bandform, welches in der nachfolgenden Reihenfolge umfaßt:

a) einen Schritt des Beschichtens eines nichtmagnetischen Substrats (1) mit einer magnetischen Pastenschicht (2), die hauptsächlich zusammengesetzt ist aus nadelförmigen oder körnigen Magnetteilchen und einem Harzbinder;

b) einen Spontan-Trockenschritt von 2 bis 7 s in Abwesenheit eines externen Magnetfeldes, um eine Einebnung der beschichteten Fläche und spontane Verdampfung des Lösungsmittels einzuleiten;

c) einen ersten Ausrichtungsschritt zum Trennen verklumpter Partikel, der besteht aus dem plötzlichen Anlegen eines starken Magnetfeldes in der Längsrichtung des Mediums, mit einer Stärke von mindestens dem Dreifachen der Koerzitivkraft der Magnetpartikel in der aufgetragenen Schicht während nicht mehr als 0,5 s, um so Magnetmomente in Magnetteilchen in der aufgetragenen Schicht zu induzieren und sie in Längsrichtung des Mediums auszurichten; und

d) einen zweiten Ausrichtungsschritt zum Unterdrücken magnetischer Abstoßungskräfte zwischen den Teilchen während des Anordnens der Magnetteilchen, der besteht aus dem Anlegen eines Gleich-Magnetfeldes mit einer Intensität von mindestens der Hälfte der Koerzitivkraft der Magnetteilchen während mindestens 2 s, in der aufgetragenen Schicht und in Längsrichtung, um dadurch die Magnetteilchen in der aufgetragenen Schicht in der Längsrichtung auszurichten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Vielzahl von Luftdüsen (7) vom Ende des ersten Orientierungsschrittes bis zum Ende des zweiten Orientierungsschrittes eingesetzt ist und die Viskosität der aufgetragenen Schicht angehoben wird durch Aufblasen warmer Luft auf die aufgetragene Fläche mit einer Temperatur und einer Strömungsrate, welche die aufgetragene Oberfläche nicht durch Trocknen anrauhen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die maximale während des zweiten Orientierungsschrittes angelegte Magnetfeldstärke das Drei- bis Fünffache der Koerzitivkraft der Magnetteilchen beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem drei bis 10 Luftdüsen (7) vom Ende des ersten Ausrichtungsschrittes bis zum Ende des zweiten Ausrichtungsschrittes eingesetzt sind, die Temperatur bei jeder Luftdüse 30ºC bis 100ºC beträgt und die Luftströmungsrate jeder Düse 7 bis 25 m³/min beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Ausformungszustand der Magnetschicht eine Dicke der getrockneten Schicht von 1,0 um bis 5,0 um ist, und das Nichtflüchtigkeitsverhältnis der magnetischen Auftragsmasse beim Beschichten 25% bis 45% beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die auf das nichtmagnetische Substrat (1) aufgetragene Magnetpasten- (2) -Schicht hauptsächlich aus ferromagnetischen Legierungsteilchen mit einem Achsenverhältnis von 5 bis höchstens 14 und einem Harzbinder zusammengesetzt ist.