DE69201404T2

DE69201404T2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium.

Info

Publication number: DE69201404T2
Application number: DE69201404T
Authority: DE
Inventors: Minori Murano; Toshihiko Oguchi; Hajime Takeuchi
Original assignee: Toshiba Corp; Konica Minolta Inc
Current assignee: Toshiba Corp; Konica Minolta Inc
Priority date: 1991-05-20
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1995-08-31
Anticipated expiration: 2012-05-20
Also published as: EP0515147B1; JPH05135353A; KR970002675B1; US5470645A; DE69201404D1; KR920022218A; EP0515147A1

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Aufzeichnungsdichte und ausgezeichneten Aufzeichnungseigenschaften in einem breiten Bereich von Wellenlängen von einer kurzen Wellenlänge bis zu einer langen Wellenlänge.
Auf herkömmliche Weise wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium des Schichttyps durch Auftragen eines Magnetpulvers, wie Gammaferrit oder Eisenpulver, zusammen mit einem Harzträger auf ein Basismaterial, beispielsweise einen Polyesterfilm, hergestellt. Der Harzträger wird zugesetzt, um die Dispersionseigenschaften des Magnetpulvers und die Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern. Es ist bekannt, daß die Menge des Harzträgers, die einer Menge von 100 Gew.- Teilen Magnetpulver zugesetzt werden muß, mindestens 10 Gew.-Teile beträgt.
In jüngster Zeit sind die Anforderungen an magnetische Aufzeichnungsmedien mit hoher Aufzeichnungsdichte ständig gestiegen. Als eines der Verfahren, diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird der Teilchendurchmesser des Magnetpulvers verringert und dessen Koerzitivkraft (Hc) verstärkt. Als magnetische Feinteilchen-Pulver, die für die Aufzeichnung mit hoher Dichte eingesetzt werden können, sind ein Metallpulver, dessen Teilchendurchmesser 0,3 um oder weniger beträgt, ein ultrafeines hexagonales Pulver, wie Bariumferrit, und andere geeignet. Das ist darauf zurückzuführen, daß die oben genannten Feinteilchen der Magnetpulver in der Magnetschicht, die durch das glatte Auftragen der Teilchen auf das Basismaterial mit einem hohen Packungsverhältnis gebildet wird, so angeordnet sind, daß deren magnetisierte Orientierung senkrecht zur Oberfläche des Mediums verläuft und diese sich nicht gegenseitig magnetisch abstoßen. Dieser Typ von magnetischen Aufzeichnungsmedien ist daher für Aufzeichnungen mit hoher Dichte geeignet.
Während eine Magnetschicht, die ein feines Magnetpulver mit einer hohen Koerzitivkraft enthält, zwar eine hohe Wiedergabeleistung im Kurzwellenbereich hat, ist dagegen die Wiedergabeleistung im Langwellenbereich schlechter als die des herkömmlichen Mediums, das nadelförmiges Gammaferrit enthält. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein zweischichtiges magnetisches Aufzeichnungsmedium vorgeschlagen. Das zweischichtige magnetische Aufzeichnungsmedium weist ein nichtmagnetisches Basismaterial, eine untere Magnetschicht, die ein Magnetpulver mit einer verhältnismäßig geringen Koerzitivkraft enthält und für die Aufzeichnung im Langwellenbereich geeignet ist, und eine obere Magnetschicht, die ein Magnetpulver mit kleinem Teilchendurchmesser und einer hohen Koerzitivkraft enthält und für die Aufzeichnung im Kurzwellenbereich geeignet ist, auf. Die untere Magnetschicht befindet sich auf dem nichtmagnetischen Basismaterial, die obere Magnetschicht ist auf der unteren Magnetschicht angeordnet. Auf diese Weise kann das zweischichtige magnetische Aufzeichnungsmedium für einen breiteren Bereich von Wellenlängen eingesetzt werden.
Um die Eigenschaften dieses zweischichtigen Mediums in zufriedenstellender Weise zu erzeugen, ist es vorteilhaft, die Stärke der oberen Magnetschicht auf die Größenordnung von Submikrometern festzulegen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Oberflächenrauhigkeit der oberen Magnetschicht auf einen möglichst geringen Wert zu bringen, um so die Glätte der Oberfläche zu verbessern. Daher ist es auch notwendig, die Oberflächenrauhigkeit der unteren Magnetschicht so gering wie möglich zu halten, um so zu verhindern, daß die Oberflächeneigenschaften der unteren Magnetschicht die der oberen Magnetschicht negativ beeinflussen.
Um die Wiedergabeleistung des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern, sollten außerdem die Magnetteilchen der magnetischen Schichtstoffe, welche die obere Magnetschicht bilden, in dem Zustand in den Harzträger dispergiert werden, daß jedes Magnetteilchen fast einzeln steht, d. h., sich annähernd im Zustand von Primärteilchen befindet. Außerdem sollte das Packungsverhältnis von Magnetteilchen zu Harzträger möglichst hoch sein.
Beim herkömmlichen zweischichtigen Medium war es aber bisher schwierig, die Auftragstärke der oberen Magnetschicht auf die Größenordnung von Submikrometern abzustimmen. Das ist darauf zurückzuführen, daß die Oberflächeneigenschaften der unteren Magnetschicht die der oberen Magnetschicht negativ beeinflussen. Außerdem hat die Störung, die an der Grenzfläche zwischen der unteren Magnetschicht und der oberen Magnetschicht auftritt, zu einem Anstieg des Rauschens bei Aufzeichnung und Wiedergabe geführt. Diese Probleme sind vor allem dann besonders ausgeprägt, wenn die untere Magnetschicht und die obere Magnetschicht im wesentlichen gleichzeitig auf das Basismaterial aufgebracht werden. Wenn beispielsweise die obere Magnetschicht, die eine Auftragstärke von 0,5 um oder weniger hat, gebildet wurde, wurde gelegentlich ein Teil der unteren Magnetschicht bis in die obere Magnetschicht hinein extrudiert.
Das "im wesentlichen gleichzeitig" bedeutet, daß die obere Magnetschicht aufgebracht wird, bevor noch das organische Lösungsmittel des Beschichtungsmaterials der unteren Magnetschicht verdampft und getrocknet ist. Es wird also davon ausgegangen, daß diese Schichten auch dann, wenn sie nicht zur selben Zeit, sondern mit einer geringen Verzögerung aufgebracht werden, als gleichzeitig aufgebracht zu betrachten sind.
Die Oberflächeneigenschaften der oberen Magnetschicht und die der Grenzfläche zwischen der oberen Magnetschicht und der unteren Magnetschicht werden wesentlich durch Typ und Menge der verschiedenen organischen oder anorganischen Zusätze, beispielsweise Carbon-Black und ein Abrasivmittel , beeinflußt, die zusammen mit dem Harzträger eingesetzt werden.
Beispielsweise hat das Abrasivmittel die wichtigen Funktionen, die Laufbeständigkeit eines Mediums zu verbessern und das Zusetzen des Kopfes zu verhindern. Das Abrasivmittel wird in der Regel aus anorganischen Teilchen von großer Härte und mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 um bis 1,0 um oder mehr (definiert durch einen mittleren Durchmesser auf einer gewichtskumulativen Teilchen- Verteilungskurve) hergestellt. Wenn jedoch ein Beschichtungsmaterial, das ein Abrasivmittel mit einem Teilchendurchmesser von 0,5 um oder mehr enthält, zur Verwendung für die obere Magnetschicht zusammen mit einem Beschichtungsmaterial zur Verwendung für die untere Magnetschicht aufgebracht wurde, war es schwierig, die Stärke der oberen Magnetschicht auf 0,5 um oder weniger zu beschränken. Das ist darauf zurückzuführen, daß die Oberfläche der unteren Magnetschicht, die aufgebracht worden ist, durch die Teilchen des Abrasivmittels, das im Beschichtungsmaterial zur Verwendung für die obere Magnetschicht enthalten ist, erheblich gestört wird.
Um dieses Problem zu vermeiden, wurde das Beschichtungsmaterial zur Verwendung für die untere Magnetschicht im voraus aufgebracht und anschließend getrocknet. Danach wurde das Beschichtungsmaterial zur Verwendung für die obere Magnetschicht auf den getrockneten Film aufgebracht. In diesem Fall trat jedoch ein anderes Problem auf. Im einzelnen heißt das, die Teilchen des Abrasivmittels gelangten an die Oberfläche der oberen Magnetschicht und beschädigten dadurch während des Laufs des Mediums den Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf.
Um die Extrusion von Teilchen des Abrasivmittels zu verhindern, konnte man ein Abrasivmittel einsetzen, das aus kleinen Teilchen zusammengesetzt war. Um aber mit einem Abrasivmittel mit geringem Teilchendurchmesser dieselbe Wirkung zu erzielen, mußte die Menge des Abrasivmittels, die dem Medium zugesetzt wurde, erhöht werden. Wenn die Menge des Abrasivmittels erhöht wird, verringert sich das Packungsverhältnis des Magnetpulvers. Damit wurde die Wiedergabeleistung des Mediums merklich verschlechtert.
Da außerdem die Größe der Magnetpulver-Teilchen zur Verwendung in der oberen Magnetschicht so gering ist, war es bisher schwierig, diese Teilchen so gründlich mit dem Harzträger zu mischen, daß die einzelnen Teilchen jeweils voneinander getrennt waren. Ebenso war es bisher auch schwierig, die Menge des Harzträgers zu senken, um so das Packungsverhältnis des Magnetpulvers zu erhöhen, und es ist auch schwierig, die Oberflächenrauhigkeit zu verringern. In dem Maße, wie die Größe der Magnetpulver-Teilchen geringer wird, wird es technisch schwieriger, die Wiedergabeleistung des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern.
Mit anderen Worten, es sind noch keine zufriedenstellenden Dispersionsverfahren für ultrafeine Magnetpulver zur Verwendung in der oberen Magnetschicht entwickelt worden, die den Anforderungen einer hohen Aufzeichnungsdichte der magnetischen Aufzeichnungsmedien entsprechen. Außerdem konnten die Glätte der beschichteten Oberfläche und die Packungsdichte der Magnetpulvers der oberen Magnetschicht nicht in angemessener Weise verbessert werden. Im Ergebnis dessen hat das Niveau der Wiedergabeleistung im Kurzwellenbereich nicht das Niveau erreicht, das auf Grund des Teilchendurchmessers des Magnetpulvers zur Verwendung in der oberen Magnetschicht erwartet wurde. Mehr noch, wenn das Magnetpulver zur Verwendung in der oberen Magnetschicht unzureichend dispergiert wurde, erhöhte sich das Rauschen bei Aufzeichnung und Wiedergabe. Diese Probleme führten zu Schwierigkeiten bei Aufzeichnungen im Kurzwellenbereich.
Die vorliegende Erfindung soll die Probleme lösen, die im Zusammenhang mit herkömmlichen zweischichtigen magnetischen Aufzeichnungsmedien von hoher Dichte bei der Aufzeichnung in einem breiten Bereich von Wellenlängen auftreten. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Rauhigkeit der Grenzfläche zwischen den Schichten und die Rauhigkeit der Oberfläche des Mediums auf ein Minimum zu senken und die Dispersionseigenschaften und das Packungsverhältnis eines Magnetpulvers zur Verwendung für die obere Magnetschicht zu verbessern. Auf diese Weise wird die Glätte der Oberfläche des Mediums verbessert. Daher kann ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit hoher Laufbeständigkeit und hohen Aufzeichnungseigenschaften bereitgestellt werden.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium nach der vorliegenden Erfindung umfaßt ein nichtmagnetisches Basismaterial, eine untere Magnetschicht, die ein Magnetpulver zur Aufzeichnung im Langwellenbereich und einen Harzträger enthält, und eine obere Magnetschicht, die ein Magnetpulver zur Aufzeichnung im Kurzwellenbereich und einen Harzträger enthält. Die untere Magnetschicht wird auf dem Basismaterial angeordnet, und die obere Magnetschicht wird auf der unteren Magnetschicht angeordnet. Die obere Magnetschicht enthält ein Abrasivmittel, dessen mittlerer Durchmesser im Bereich von 0,05 bis 0,3 um liegt, während die Menge des Harzträgers, die in der oberen Magnetschicht enthalten ist, im Bereich von 2 bis 12 Gew.- Teilen je 100 Gew.-Teilen Magnetpulver liegt.
Beispiele für Abrasivmittel, die für die obere Magnetschicht und die untere Magnetschicht nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind anorganische Pulver von TiO&sub2;, α-FE&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, α-Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und SiC, wobei die Morse-Härte 5 oder mehr beträgt. Wenn der mittlere Durchmesser der Teilchen des Abrasivmittels zur Verwendung für die obere Magnetschicht weniger als 0,05 um beträgt, kann die für das Medium notwendige Schleifwirkung nicht erreicht werden. Wenn dagegen dieser mittlere Durchmesser 0,3 um übersteigt, stören die Teilchen die Oberfläche der unteren Magnetschicht und beschädigen damit den Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf.
Um zu verhindern, daß Teilchen eines Abrasivmittels, das in der oberen Magnetschicht enthalten ist, die Oberfläche der unteren Magnetschicht stören und den Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf beschädigen, ist es neben der Begrenzung des mittleren Durchmessers des Abrasivmittels vorteilhaft, den maximalen Teilchendurchmesser des Abrasivmittels auf 1,0 um oder weniger zu begrenzen. Außerdem sollte die Menge der Teilchen des Abrasivmittels vorzugsweise im Bereich von 3 bis 10 Gew.-Teilen je 100 Gew.-Teilen Magnetpulver liegen. Wenn die Menge der Teilchen des Abrasivmittels geringer als 3 Gew.-Teile ist, kann die gewünschte Schleifwirkung nicht erzielt werden. Wenn diese Menge dagegen 10 Gew.-Teile übersteigt, verringert sich das Packungsverhältnis des Magnetpulvers, und folglich kann die gewünschte Aufzeichnungs- und Wiedergabeleistung nicht erzielt werden.
Der oben genannte Harzträger wird als die Gesamtmenge eines Harzträger, der zur Dispersion eines Magnetpulvers zugesetzt wird, und eines Härtemittels definiert, das vor der Beschichtung zugesetzt wird. Die Menge des Harzträgers zur Verwendung für die obere Magnetschicht ist nach der vorliegenden Erfindung besonders wichtig. Die oben genannte Menge des Harzträgers für 100 Gew.-Teile eines Magnetpulvers liegt im Bereich von 2 bis 12 Gew.-Teilen. Vorzugsweise liegt die Menge des Harzträgers für 100 Gew.-Teile eines Magnetpulvers im Bereich von 3 bis 8 Gew.-Teilen. Wenn die Menge des Harzträgers für 100 Gew.-Teile eines Magnetpulvers kleiner als 2 Gew.-Teile ist, kann das Magnetpulver nicht in zufriedenstellender Weise dispergiert werden. Folglich kann die gewünschte Wiedergabeleistung nicht erreicht werden. Außerdem kann auch die geforderte Festigkeit der beschichteten Oberfläche nicht erzielt werden. Folglich ist eine Menge des Harzträgers von weniger als 2 Gew.-Teilen nicht vorteilhaft. Übersteigt dagegen die Menge des Harzträgers 12 Gew.- Teile, verringert sich das Packungsverhältnis des Magnetpulvers. Daher kann die gewünschte Wiedergabeleistung nicht erreicht werden. Folglich ist eine Menge des Harzträgers von mehr als 12 Gew.-Teilen ebenfalls nicht vorteilhaft.
Nach der vorliegenden Erfindung liegt die Stärke der unteren Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums vorzugsweise im Bereich von 1 bis 3 um, und die Stärke von dessen oberer Magnetschicht sollte im Bereich von 0,05 bis 0,5 um liegen. Wenn die Stärke der unteren Magnetschicht weniger als 1 um beträgt, können die Eigenschaften zur Aufzeichnung im Langwellenbereich nicht erreicht werden. Wenn dagen die Stärke der unteren Magnetschicht 3 um übersteigt, können die gewünschten Oberflächeneigenschaften und die Schichtfestigkeit nicht erreicht werden. Wenn weiter die Stärke der oberen Magnetschicht geringer als 0,05 um ist, werden die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich der Haftfestigkeit und der Aufzeichnungs- und Wiedergabeleistung im Kurzwellenbereich verschlechtert. Folglich wird die Obergrenze der Filmstärke der oberen Magnetschicht unter dem Gesichtspunkt der Verschlechterung der Oberflächeneigenschaften und einer Raumverlustwirkung bei der Aufzeichnung im Langwellenbereich bestimmt.
Nach der vorliegenden Erfindung sind Beispiele für den Harzträger zur Dispersion von Beschichtungsstoffen zur Verwendung in der unteren Magnetschicht und in der oberen Magnetschicht Copolymere von Vinylchlorid und Vinylacetat, Polyesterharz, Polyetherharz, Polyurethanharz und Polyacrylharz oder ähnliche, die eine polare Gruppe haben, beispielsweise eine Hydroxylgruppe, Carboxylgruppe, Phosphorsäuregruppe, -SO&sub3;M-Gruppe, -OSO&sub3;M-Gruppe (wobei M Wasserstoff oder ein Alkalimetallatom ist), Aminogruppe, Alkylgruppe, Ammoniumgruppe oder Alkylammoniumgruppe. Von diesen ist ein Harzträger, der eine sich wiederholende Einheit mit wenigstens einer polaren Gruppe hat, die aus der aus -SO&sub3;M und -OSO&sub3;M bestehenden Gruppe ausgewählt wird, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als Harzträger besonders geeignet. Es wird davon ausgegangen, daß das darauf zurückzuführen ist, daß jeder dieser Harzträger ein Magnetpulver passend adsorbiert, wodurch dessen Dispersion unterstützt wird. Und es ist nicht notwendig, daß in einem Harzmolekül eine einzelne polare Gruppe vorhanden ist. Selbst wenn in demselbem Molekül zwei oder mehrere Typen von polaren Gruppen gleichzeitig vorhanden sind, wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt. Wichtig ist die Menge der polaren Gruppe im Harzträger. Um die Wirkung der vorliegenden Erfindung zu erzielen, muß die Menge der polaren Gruppe vorzugsweise wenigstens im Bereich von 0,01 mMol/g bis 4,0 mMol/g, besser noch im Bereich von 0,05 mMol/g bis 2,0 mMol/g, liegen.
Nach der vorliegenden Erfindung liegt die relative Molekülmasse des oben genannten Harzträgers vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 60 000. Die relative Molekülmasse des Harzträgers für die Verwendung in jeder einzelnen Schicht sollte jedoch dem jeweiligen Ziel entsprechend bis zu einem gewissen Maße variiert werden. Beispielsweise sollte im Bezug auf die obere Magnetschicht das Packungsverhältnis des Magnetpulvers hoch sein. Folglich wird für die obere Magnetschicht ein Harzträger verwendet, dessen relative Molekülmasse relativ gering ist und im oben genannten Bereich liegt. Mit anderen Worten, die Wirkung des Harzträgers ist gering, wenn dessen relative Molekülmasse kleiner als 1000 ist. Dagegen kann, wenn die relative Molekülmasse des Harzträgers 20 000 übersteigt, das geforderte hohe Packungsverhältnis nicht erreicht werden, da sich die erforderliche Menge des Harzträgers erhöht. Mit anderen Worten, es ist vorteilhaft, wenn die relative Molekülmasse des Harzträgers zur Verwendung in der oberen Magnetschicht im Bereich von 1000 bis 20 000 liegt. Im Zusammenhang mit der unteren Magnetschicht gilt allgemein, daß zur Verbesserung der Haltbarkeit ein Harzträger verwendet wird, dessen relative Molekülmasse 10 000 oder mehr beträgt.
Von den polaren Gruppen im Zusammenhang mit dem Harzträger nach der vorliegenden Erfindung können die -SO&sub3;M- und -OSO&sub3;M-Gruppen auffolgende Weise gewonnen werden. Wenn ein Harzträger, der wenigstens eine polare Gruppe enthält, die aus der aus -SO&sub3;M und -OSO&sub3;M bestehenden Gruppe ausgewählt wird, ein Harz ist, das durch Vinylpolymerisation hergestellt wird, wird ein Vinylmonomer, das diese polare Gruppe enthält, mit einem herkömmlichen Vinylmonomer, das keine polare Gruppe enthält, copolymerisiert. Wenn dagegen der Harzträger, der die oben genannte polare Gruppe enthält, ein Polyesterharz oder ein Polyurethanharz ist, werden die mehrprotonige Säure oder der mehrwertige Alkohol, die ein konstitutiver Bestandteil desselben sind, mit einer mehrprotonigen Säure oder einem mehrwertigen Alkohol gemischt, welche die oben genannte polare Gruppe enthalten, und dann wird deren Kondensationsreaktion ausgeführt. Auf diese Weise kann der Harzträger, der die oben genannte polare Gruppe enthält, gewonnen werden. Beispiele für das Vinylmonomer, die mehrprotonige Säure und den mehrwertigen Alkohol, welche die oben genannte polare Gruppe enthalten, sind Vinylsulfonsäure, Vinylstyrolsulfonsäure, Metallsalze von 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure und Verbindungen, die im wesentlichen durch die folgende chemische Formel gegeben werden:
HOOC- h-COOH
(worin ph ein aromatischer Ring ist und M ein Alkalimetall ist).
Beispiele eines herkömmlichen Vinylharzmonomers, das mit einem Vinylmonomer, das eine polare Gruppe, wie ein Metallsalz von Sulfonsäure, hat, copolymerisiert wird, sind verschiedene Typen von Monomeren, einschließlich Vinylchlorid, Vinylalkohol, Maleinsäureanhydrid, Vinylacetat, Acrylatmonomere, Vinylidenchlorid, Vinylacetal, Vinylbutyral, Acrylsäureester, Acrylonitril und Styrol.
Beispiele für den herkömmlichen mehrwertigen Alkohol, der mit einer mehrprotonigen Säure, die eine polare Gruppe, wie ein Metallsalz von Sulfonsäure, hat, copolymerisiert wird, sind 1,4-Butandiol, 1,6- Hexamethylendiol, Cyclohexandiol, Ethylenglycol , Diethylenglycol Triethylenglycol, Propylenglycol, Glycerol und Neopentylalkohol. Dagegen sind Beispiele für die mehrprotonige Säure, die mit dem mehrwertigen Alkohol, der eine polare Gruppe, wie ein Metallsalz von Sulfonsäure, hat, copolymerisiert wird, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Pyromellitsäure, Korksäure und Azelainsäure.
Von den Harzen, die die Sulfonsäuremetallsalz-Gruppe enthalten, die auf die oben beschriebene Art und Weise nach der vorliegenden Erfindung gewonnen wurden, ist Polyesterpolyurethanharz besonders geeignet. Besonders geeignet ist ein Polyesterpolyurethanharz, das eine mehrprotonige Säure enthält, die eine aliphatische Kette hat, deren Kohlenstoffzahl im Bereich von 4 bis 18 liegt, oder das, welches einen mehrwertigen Alkohol im Harzgerüst enthält. Diese Polyesterpolyurethanharze werden durch aromatisches Diisocyanat, wie Tolylendiisocyanat, oder aliphatisches Diisocyanat, wie 1,4- Tetramethylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat und Isophorondiisocyanat, so urethaniert, daß deren Dispersioneigenschaften und Haltbarkeit weiter verbessert werden können.
Zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit und der Laufeigenschaften der beschichteten Filme können außerdem verschiedene Harzträger zugesetzt werden. Beispiele für die Harze, die zugesetzt werden können, sind Polyurethanharz, Polyesterharz, Polycarbonatharz, Polyacrylsäureharz, Phenoxyharz, Melaminharz, Vinylbutyralharz, Furanharz, Vinylchloridharz, Vinylacetatharz, Vinylalkoholharz, deren Gemische und deren Copolymere. Die Menge der Harzträger, die zugesetzt wird, beträgt 80 Gew.-% aller Harzträger oder weniger.
Die Beschichtungsstoffe unter Verwendung der oben genannten Harzträger werden mit einem Härtemittel der Polyamin- oder Polyisocyanatgruppe dem Magnetpulver zugesetzt, wenn die Beschichtungsstoffe auf das Basismaterial aufgebracht werden. Auf diese Weise werden die mechanische Festigkeit und die Haltbarkeit des beschichteten Films verbessert.
Nach dem Wesen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, wenn ein Magnetpulver für den Einsatz in der unteren Magnetschicht eine Koerzitivkraft (Hc) im Bereich von 300 bis 1000 Oe und eine Sättigungsmagnetisierung (Ms) von 70 emu/cm³ (elektromagnetische Einheiten/cm³) oder mehr hat. Beispiele für Magnetpulver mit diesen Eigenschaften sind ein Metallpulver, dessen Hauptkomponente Eisen ist, ein Trieeisentetraoxidpulver, ein Gammaferritpulver, ein Co-denaturiertes Gammaferritpulver, ein Co-denaturiertes Magnetitpulver, ein Chromdioxidpulver und ein Eisennitridpulver. Der Durchmesser der Teilchen dieser Magnetpulver liegt vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 1,0 um.
Beispiele eines Magnetpulvers für die Verwendung in der oberen Magnetschicht sind Metallpulver, deren Hauptkomponente Eisen und ein hexagonales Ferritpulver ist. Beispiele für Metallpulver, deren Hauptkomponente Eisen ist, sind ein Fe-Al-Metallpulver, ein Fe-Ni- Metallpulver, ein Fe-Al-P-Metallpulver, ein Fe-Ni-Si-Al-Metallpulver, ein Fe-Si-Al-Mn-Metallpulver, ein Fe-Mn-Zn-Metallpulver, ein Fe-Co-Ni- Metallpulver, ein Fe-Co-Ni-Cr-Metallpulver und ein Fe-Co-Ni-P- Metallpulver.
Von diesen für die Verwendung in der oberen Magnetschicht besonders geeignet ist das hexagonale Ferritpulver. Beispiele für hexagonales Ferritpulver sind Ba-Ferrit, Sr-Ferrit, Pb-Ferrit und Ca-Ferrit, die M- (magnetoplumbit-) oder W-hexagonal sind; deren feste Lösungen und deren ionensubstituierten Substanzen, die im wesentlichen durch die folgende chemische Formel gegeben werden:
MaO n(Fe1-xMbx)&sub2;O&sub3;
wobei Ma ein Element ist, das aus der aus Ba, Sr, Ca und Pb bestehenden Gruppe ausgewählt wird; Mb wenigstens zwei Elemente sind, die aus der aus Co, Zn, Ni, Cu, Mg, Mn, In, Ti, Sn, Ge, Zr, Hf, V, Nb, Sb, Ta, Cr, Mo und W bestehenden Gruppe ausgewählt werden, wobei ein Element Nb ist, und n eine Zahl im Bereich von 5,4 bis 6,0 ist.
Genauer formuliert, das hexagonale Ferritpulver nach der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise ein Pulver, bei dem ein Teil der Fe-Atome, die ein konstitutives Element des einachsigen hexagonalen Ferritkristalls sind, durch ein Metall mit der Wertigkeit 2 und durch Nb mit der Wertigkeit 5 ersetzt ist. Außerdem ist das hexagonale Ferritpulver nach der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Pulver, bei dem ein Teil der Fe-Atome mit 0,05 bis 0,5 Sn-Atomen je chemischer Formel ersetzt wird, wobei die Substitutionsmenge so festgelegt wird, daß die magnetische Koerzitivkraft im Bereich von 500 bis 3000 Oe liegt.
Die zweiwertigen Metalle der substituierten Elemente dienen vor allem dazu, die Koerzitivkraft des hexagonalen Ferritpulvers auf einen angemessenen Wert zu senken. Dagegen dient Nb mit einer Wertigkeit von 5 dazu, den Umfang der Sättigungsmagnetisierung anzuheben. Außerdem dient Sn, dessen Wertigkeit 4 beträgt, dazu, die Schwankung der Temperatureigenschaft der Koerzitivkraft zu verringern.
Die angemessene Substitutionsmenge des zweiwertigen Metalls (MII) und des fünfwertigen Metalls (Mv) variiert entsprechend der Kombination von MII und MV. Die Substitutionsmenge von MII je chemischer Formel liegt etwa im Bereich von 0,5 bis 1,2.
Beispielsweise kann das Verhältnis der Substitutionsmengen von substituierten Elementen, bezogen auf Ba-Ferrit des Magnetoplumbit-Typs, im wesentlichen durch folgende chemische Formel gegeben werden:
BaFe12-(x+y+z) MIIxMVy(MIVz)O&sub1;&sub9;
wobei x, y und z die Substitutionsmengen der Elemente MII, MV bzw. MIV je chemischer Formel sind. Die Elemente MII, MV und MIV sind ein zweiwertiges Metall, ein fünfwertiges Metall bzw. ein vierwertiges Metall. Außerdem ist das zu substituierende Fe-Atom ein dreiwertiges Metall. Unter Berücksichtigung des Wertigkeitsausgleichs ist die Beziehung y = (x - z)/2 erfüllt. Mit anderen Worten, die Substitutionsmenge von MV kann aus den Substitutionsmengen von MII und MIV bestimmt werden.
Wenn Sn als MIV-Element verwendet wird, liegt die richtige Substitutionsmenge des hexagonalen Ferrits je chemischer Formel im Bereich von 0,05 bis 0,5.
Außerdem kann Ti mit derselben Wertigkeit wie Sn verwendet werden.
Die meisten der Metallpulver, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die für die obere Magnetschicht nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, haben nadelförmige Kristallformen. Der Teilchendurchmesser der Metallpulver wird durch die Länge der längeren Achse dargestellt. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Metallpulver nach der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,3 um.
Die oben genannten hexagonalen Ferritpulver haben hexagonale, plattenförmige Einkristallformen. Der Teilchendurchmesser des hexagonalen Ferrits wird durch die Länge der Diagonallinie der Platte dargestellt. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser nach der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 0,1 um. Wenn der Teilchendurchmesser dieser Magnetpulver unter 0,01 um liegt, verringern sich der Umfang der Magnetisierung oder die Größe der Koerzitivkraft, wodurch die Wiedergabeleistung der resultierenden magnetischen Aufzeichnungsmedien gesenkt wird. Wenn dagegen der Teilchendurchmesser dieser Magnetpulver 0,1 um übersteigt, wird nicht nur die verbessernde Wirkung der Wiedergabeleistung im Kurzwellenbereich der Medien abgebaut, sondern auch das Rauschen beim Aufzeichnen und der Wiedergabe von Signalen merklich erhöht.
Die Koerzitivkraft der Metallpulver und der hexagonalen Ferritpulver nach der vorliegenden Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 500 bis 3000 Oe. Liegt die Koerzitivkraft unter 500 Oe, verbleiben die Aufzeichnungssignale nicht in befriedigender Weise auf den Aufzeichnungsmedien. Übersteigt die Koerzitivkraft dagegen 3000 Oe, können die herkömmlichen Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe die Signale nicht in angemessener Weise auf die Medien schreiben.
Bestimmte Abrasivmittel können die Dispersion des Magnetpulvers behindern. In diesem Fall ist es vorteilhaft, das Magnetpulver und das Abrasivmittel getrennt mit dem gleichen Harzträger zu dispergieren, zwei Arten von Beschichtungsstoffen herzustellen und diese dann miteinander zu mischen.
Außerdem ist es möglich, eine Zwischenschicht zwischen der oberen Magnetschicht und der unteren Magnetschicht vorzusehen, um so verschiedene Eigenschaften, wie das Haftvermögen zwischen der oberen und der unteren Magnetschicht, zu verbessern (siehe EP-A-0 515 146 auf den Namen des Patentinhabers).
Es wird nun ein allgemeines Verfahren zur Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums nach der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zur Verwendung für das magnetische Aufzeichnungsmedium nach der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Beschichtungsmaterial auf folgende Weise hergestellt. Zuerst werden ein Magnetpulver, ein Harzträger und ein organisches Lösungsmittel miteinander gemischt. Anschließend wird das Magnetpulver unter Verwendung einer Kugelmühle oder einer Sand- Schleifvorrichtung in dem Gemisch dispergiert. Auf diese Weise wird das magnetische Beschichtungsmaterial hergestellt. Beispiele für das organische Lösungsmittel sind Toluol , Xylol , Cyclohexanon, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Nitropropan. Es kann eines dieser organischen Lösungsmittel oder ein Gemisch von mehreren dieser organischen Lösungsmittel verwendet werden. Um die mechanische Festigkeit des Schichtfilms und dessen Haltbarkeit zu verbessern, können dem Beschichtungsmaterial außerdem ein Härtemittel des Polyamintyps oder ein Härtemittel des Polyisocyanattyps zugesetzt werden. Wie oben ausgeführt wurde, wird der Harzträger nach der vorliegenden Erfindung als die Gesamtmenge eines Harzträgers. der zum Dispergieren des Magnetpulvers zugesetzt wird, und eines Härtemittels, das vor dem Auftragen zugesetzt wird, definiert. Neben dem Härtemittel können, wenn das erforderlich ist, ein Dispergiermittel, ein Schmiermittel , ein Abrasivmittel und ein elektrisch leitendes Mittel zugesetzt werden, wie das noch ausführlich zu beschreiben ist.
Beispiele für das Dispergiermittel zum Dispergieren eines Magnetpulvers der oberen Magnetschicht in einen Harzträger sind eine anionische oberflächenaktive Substanz, eine kationische oberflächenaktive Substanz und eine nichtionische oberflächenaktive Substanz. Als anionische oberflächenaktive Substanz sind ein Nonylphenolester von Phosphorsäure und Lecithin besonders wirksam. Neben diesen Dispergiermitteln können in einem Knetvorgang für das Magnetpulver und den Harzträger zusätzlich ein Silan-Haftmittel oder ein Titan-Haftmittel zugesetzt werden, um das Magnetpulver noch weiter gleichmäßig zu dispergieren.
Es ist vorteilhaft, wenigstens einer der Schichten von unterer Magnetschicht und oberer Magnetschicht ein Schmiermittel zuzusetzen. Beispiele für bevorzugte Schmiermittel sind Fettsäuren, deren Kohlenstoffzahl 12 oder mehr beträgt, Fettsäureester, Silikonöl, fluoriertes Silikonöl und fluoriertes Kohlenwasserstofföl.
Außerdem kann der unteren Magnetschicht oder der Zwischenschicht ein Pulver einer elektrisch leitenden Substanz zugesetzt werden, wenn das notwendig ist. Beispiele für dieses Pulver sind Carbon-Black, Titaniumoxid und Zinnoxid.
Beispiele für das nichtmagnetische Basismaterial nach der vorliegenden Erfindung sind ein Polyesterfilm, ein Polycarbonatfilm, ein Polyimidfilm, ein Polysulfonatfilm, ein Polyamidfilm und ein Polyoxazolfilm. Vorteilhaft ist es, wenn auf der Oberfläche, auf die kein magnetisches Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, eine Stützschicht aufgetragen wird, die ein Pulver einer elektrisch leitenden Substanz, beispielsweise Carbon-Black, enthält. Diese Stützschicht dient dazu, die Entstehung statischer Elektrizität auf dem Basismaterial zu verhindern, das Laufverhalten des Mediums zu verbessern und das Blockieren mit der Magnetschicht zu verhindern. Folglich wird die Stützschicht so hergestellt, daß sie einen Oberflächenwiderstand von 10&sup6; Ω oder weniger hat. Außerdem sind auch die Oberflächeneigenschaften der Stützschicht sehr wichtig. Die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit (Rz) der Stützschicht, an 10 Punkten mit einem Oberflächenrauhigkeitsmeßgerät des Nadelkontakttyps gemessen, sollte 0,5 um oder weniger betragen.
Um die Haftfestigkeit der Magnetschichten am Basismaterial nach der vorliegenden Erfindung zu verbessern und damit die Haltbarkeit des Mediums zu steigern, ist außerdem eine Plasmabehandlung des Basismaterials oder einer Grundschicht, die Carbon-Black enthält und auf das Basismaterial aufgebracht wird, besonders wirksam. Diese Grundschicht, die untere Magnetschicht und die obere Magnetschicht können unter Verwendung einer Dreischicht-Schlitzdüsen-Auftragmaschine in einem Beschichtungsvorgang aufgetragen werden.
Wenn ein Beschichtungsmaterial zur Verwendung für die obere Magnetschicht hergestellt wird, werden ein Metallpulver zur Verwendung für die obere Magnetschicht oder ein Magnetpulver, beispielsweise ein hexagonales Ferritpulver, mit einem Harzträger, einem organischen Lösungsmittel und einem Gemisch der oben genannten verschiedenen Zusätze gemischt und das Magnetpulver in diesen dispergiert. Bei diesen Misch- und Dispergierschritten ist es wichtig, das Magnetpulver gleichmäßig im Harzträger zu dispergieren. Auf diese Weise kann das Magnetpulver mit einer hohen Rate in die Magnetschichten eingebracht werden. Wenn das Magnetpulver gleichmäßig dispergiert ist, verringert sich das Rauschen bei Aufzeichnung und der Wiedergabe und werden die Oberflächeneigenschaften der Magnetschichten verbessert, wodurch sich die Leistung im Kurzwellenbereich erhöht.
Zum gleichmäßigen Dispergieren des Magnetpulvers kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem das oben genannte Gemisch im voraus geknetet und die resultierende Substanz weiter durch eine Kugelmühle oder eine Sandglasschleifvorrichtung dispergiert wird. Wenn ein hexagonales Ferritpulver nach dem Glaskristallisationsverfahren hergestellt und im aufgeschlämmten Zustand in Wasser gewonnen wird, ist es möglich, der Aufschlämmung den oben genannten Harzträger und die Zusätze zuzugeben und das Gemisch dann zu kneten. Dieses Knetverfahren wird als Flash-Verfahren bezeichnet. Nach diesem Verfahren ist es ohne negative Auswirkungen auf die Koagulation im Trocknungsschritt des Magnetpulvers möglich, Moleküle des Harzträgers oder des Dispergiermittels an der Oberfläche des Magnetpulvers zu adsorbieren. Auf diese Weise kann das Magnetpulver leicht gleichmäßig dispergiert werden.
Die geknetete Substanz wird unter vermindertem Druck entwässert und dabei das organische Lösungsmittel zugesetzt. Als Alternative dazu kann die geknetete Substanz als getrocknetes Pulver gewonnen werden. Anschließend wird der getrockneten Substanz ein organisches Lösungsmittel zugesetzt und diese in eine Dispergiervorrichtung, beispielsweise eine Sandschleifvorrichtung, übergeleitet, um das Magnetpulver noch gleichmäßiger zu dispergieren.
Nach dem Schritt des Dispergierens wird das magnetische Beschichtungsmaterial durch ein Filter filtriert und dann ein Härtemittel wie Polyisocyanat, zugesetzt. Anschließend wird das resultierende Beschichtungsmaterial nach einem herkömmlichen Beschichtungsverfahren unter Verwendung einer Umkehr-Auftragmaschine, einer Tiefdruck- Auftragmaschine, einer Ausbringungsauftragmaschine, einer Schlitzdüsen- Auftragmaschine oder ähnlicher Vorrichtungen auf das Basismaterial aufgebracht.
Zur Erzielung der Wirkung nach der vorliegenden Erfindung ist von diesen Vorrichtungen vor allem die Schlitzdüsen-Auftragmaschine geeignet. Durch die Verwendung der Schlitzdüsen-Auftragmaschine können die untere Magnetschicht, die Zwischenschicht und die obere Magnetschicht im wesentlichen gleichzeitig aufgebracht werden. Die Phrase "im wesentlichen gleichzeitig" bedeutet, daß die obere Magnetschicht aufgebracht wird, bevor noch das organische Lösungsmittel des Beschichtungsmaterials der unteren Magnetschicht verdampft und getrocknet ist. Es wird also davon ausgegangen, daß diese Schichten auch dann, wenn sie nicht zur selben Zeit, sondern mit einer geringen Verzögerung aufgebracht werden, als gleichzeitig aufgebracht zu betrachten sind. Es ist daher nicht immer notwendig, Schlitzdüsen in die Vorrichtung einzubeziehen.
Noch bevor das organische Lösungsmittel im Film verdampft ist, wird dann der mehrschichtige Film, der auf dem Basismaterial gebildet wird, einem Magnetfeld zugeführt, das in der Längsrichtung oder der vertikalen Richtung der Oberfläche des Basismaterials orientiert ist. Das in der Magnetschicht enthaltene Magnetpulver ist so orientiert, daß die leicht magnetisierbare Achse zur Richtung des Magnetfeldes orientiert ist.
Die vertikale Orientierung wird dadurch erreicht, daß der Schichtfilm senkrecht zu dem Magnetfeld hindurchgeführt wird, das zwischen einem N-Pol-Eisenkern und eifiem S-Pol-Eisenkern, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, erzeugt wird. Dagegen wird die Längsorientierung dadurch erreicht, daß der Schichtfilm zwischen zwei Eisenkernen mit gleichem Pol hindurchgeführt wird oder daß das Basismaterial in der Mitte eines Solenoiden (einer eisenlosen Spule) hindurchgeführt wird. Der Schichtfilm sollte vorzugsweise getrocknet sein, wenn er aus dem Magnetfeld austritt. Um im Magnetfeld das organische Lösungsmittel zu entfernen, ist es vorteilhaft, eine Heizplatte und eine Dampfabsaugvorrichtung oder ein Heißluftgebläse und eine Luftabsaugvorrichtung vorzusehen.
Nachdem in den oben beschriebenen Schritten eine festgelegte Orientierungsbehandlung des Schichtfilms ausgeführt wurde, wird dessen Oberfläche durch einen Kalander geglättet. Anschließend wird die Oberfläche des Schichtfilms ausgehärtet und auf die gewünschte Breite geschnitten. Auf diese Weise erhält man das magnetische Aufzeichnungsmedium nach der vorliegenden Erfindung. Für das magnetische Aufzeichnungsmedium nach der vorliegenden Erfindung ist die im Schneid- oder Spaltvorgang hergestellte geschnittene Oberfläche wichtig. Wenn der Schichtfilm nicht in angemessener Weise geschnitten wird, reißt die Oberfläche der Magnetschichten in der Nähe des geschnittenen Abschnitts. Wenn die Oberfläche der Magnetschicht rissig ist, sind die aufgezeichneten und wiedergegebenen Bilder ungeordnet oder verschlechtert sich die Haltbarkeit des Mediums. Dieses Problem kann durch Schneiden des Schichtfilms mit einem Laserstrahl gelöst werden.
Da nach der vorliegenden Erfindung eine untere Magnetschicht, die Magnetpulver mit einer geringen Koerzitivkraft und einer hoher Sättigungsmagnetisierung enthält, und eine obere Magnetschicht, die Magnetpulver mit einer hohen Koerzitivkraft, einem geringen Teilchendurchmesser und einem hohen Packungsverhältnis enthält, bereitgestellt werden, kann ein Medium mit hohen Aufzeichungseigenschaften sowohl im Kurzwellenbereich als auch im Langwellenbereich geschaffen werden.
Da in Verbindung mit der oberen Magnetschicht nach der vorliegenden Erfindung ein Harzträger ausgewählt wird, der eine polare Gruppe, wie eine Sulfonsäuregruppe, mit einer hohen Adsorptionseigenschaft hat und dessen Molekularmenge auf einen festgelegten Bereich begrenzt ist, adsorbiert dieser Harzträger das Magnetpulver in angemessener Weise, um so die Dispersion des Magnetpulvers zu unterstützen. Folglich kann die Menge des Harzträgers, die einer Menge von 100 Gew.-Teilen Metallpulver oder einer gleichen Menge eines hexagonalen Ferritpulvers zugesetzt wird, auf den sehr niedrigen Bereich von 2 bis 12 Gew.-Teilen im Vergleich zu den Magnetschichten des herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmediums gesenkt werden. Folglich können Magnetschichten, die mit dem Magnetpulver mit hoher Koerzitivkraft (Hc) und kleinem Teilchendurchmesser gepackt werden, mit einem hohen Packungsverhältnis erzielt werden. Da das Magnetpulver gleichmäßig verteilt ist, werden die Oberflächeneigenschaften der gebildeten Magnetschichten verbessert.
Wenn ein Magnetpulver mit dem oben genannten geringen Teilchendurchmesser, ein Harz in der oben genannten anteiligen Menge und ein Abrasivmittel mit einem geringeren Teilchendurchmesser als vorher eingesetzt werden, kann die oben genannte Wirkung auf zufriedenstellende Weise erreicht werden. Mit anderen Worten, durch den Zusatz einer geringen Menge an Abrasivmittel kann nach der vorliegenden Erfindung die Schleifwirkung in zufriedenstellender Weise erzielt werden. Auf diese Weise kann eine obere Magnetschicht, die mit einem Magnetpulver von hoher Koerzitivkraft und geringem Teilchendurchmesser in einem hohen Verhältnis gepackt ist, geschaffen werden. Auf diese Weise werden die obere Fläche der oberen Magnetschicht und die Grenzfläche zwischen der oberen Magnetschicht und der unteren Magnetschicht glatt. Außerdem hat die Oberfläche der oberen Magnetschicht eine zufriedenstellende Schleifwirkung.
Es werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1

Zuerst wurden die folgenden Stoffe des < Beschichtungsmaterials für die untere Magnetschicht> abgemessen und in eine Knetmaschine gegeben.
Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die untere Magnetschicht> :
Co-Gammaferritpulver ... 100 Gew.-Teile (Hc = 650 Oe; Zahlenmittel des Teilchendurchmessers = 0,5 pm; spezifische Oberfläche = 40 m²/g)
Carbon-Black ... 5 Gew.-Teile (Durchschnittlicher Teilchendurchmesser = 0,02 um; spezifische Oberfläche = 200 m²/g)
Urethanharz, das eine Sulfonsäuregruppe enthält ... 10 Gew.-Teile (Relative Molekülmasse Mw = 30000; Gehalt an Natriumsulfonatgruppe = 0,3 mMol/g)
Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat ... 5 Gew.-Teile (Relative Molekülmasse Mw = 20000; Gehalt an Carboxylgruppe = 0,4 mMol/g)
Lecithin von Sojabohnenöl ... 2 Gew.-Teile
Stearinsäure ... 2 Gew.-Teile
Cyclohexanon/Methylethylketon ... 30 Gew.-Teile (1/1 gemischtes Lösungsmittel)
Nachdem diese Stoffe geknetet worden waren, wurden dem gekneteten Gemisch 150 Gew.-Teile des oben genannten gemischten Lösungsmittels zugesetzt und dieses dann in einem Lösetank verdünnt. Anschließend wurde das resultierende Gemisch mit einer Sandschleifvorrichtung dispergiert. Auf diese Weise erhielt man ein Beschichtungsmaterial. Das Beschichtungsmaterial wurde dann durch ein Filter mit einer Porengröße von 0,6 um filtriert. Dem filtrierten Beschichtungsmaterial wurden 1,5 Gew.- Teile Colonate L (Handelsname: 50 % verdünnte Substanz eines Härtemittels der Tolylendiisocyanatgruppe; Nippon Polyurethan K.K.) zugesetzt. Auf diese Weise erhielt man das Beschichtungsmaterial für die untere Magnetschicht.
Anschließend wurden die folgenden Stoffe des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> abgemessen und in die Knetmaschine gegeben.
Zusammensetzungen des < Anstrichmittels für die obere Magnetschicht> :
Co-, Ti-, Nb-substituiertes Bariumferritpulver ... 100 Gew. Teile (Hc = 1000 Oe; Zahlenmittel des Teilchendurchmessers = 0,05 pm; spezifische Oberfläche = 38 m²/g)
Sulfoniertes Urethanharz ... 4 Gew.-Teile (Mw = 10000; Gehalt an Natriumsulfonatgruppe = 0,5 mMol/g) Gafac RE-610 ... 2 Gew.-Teile (Handelsname: Oberflächenaktive Substanz der Phosphorsäureestergruppe; Toho Chemical K.K.)
Stearinsäure ... 1 Gew.-Teil
Aluminiumoxid ... 5 Gew.-Teile (Mittlerer Durchmesser = 0,3 um; maximaler Teilchendurchmesser = 0,8 um)
Cyclohexan/Methylethylketon ... 25 Gew.-Teile (1/1 gemischtes Lösungsmittel)
Danach wurden diese Stoffe etwa 30 min geknetet. Anschließend wurden dem gekneteten Gemisch 170 Gew.-Teile des oben genannten gemischten Lösungsmittels zugesetzt und dieses im Lösetank verdünnt. Dann wurde das Gemisch durch eine Sandschleifvorrichtung dispergiert. Auf diese Weise erhielt man ein Beschichtungsmaterial. Das Beschichtungsmaterial wurde durch ein Filter mit einer Porengröße von 0,3 um filtriert. Anschließend wurde das Beschichtungsmaterial mit 1,5 Gew.-Teilen Colonate L (Handelsname: 50 % verdünnte Substanz eines Härtemittels der Tolylendiisocyanatgruppe; Nippon Polyurethan K.K.) gemischt. Auf diese Weise erhielt man das Beschichtungsmaterial für die obere Magnetschicht.
Anschließend wurden die Beschichtungsstoffe für die < untere Magnetschicht> und die < obere Magnetschicht> in dieser Reihenfolge in entsprechende Schlitzdüsen-Auftragmaschinen eingeführt. Die eingeführten Beschichtungsstoffe wurden auf einen Polyesterfilm (Stärke = 11 um) aufgetragen. Bereits vorher war auf die Rückseite des Polyesterfilms ein elektrisch leitendes Beschichtungsmaterial, das Carbon-Black enthielt, aufgetragen worden. Die Stärke der aufgebrachten Schicht wurde durch die Menge des Beschichtungsmaterials, das den Düsen zugeführt wurde, gesteuert. In diesem Fall wurden die Düsen so gesteuert, daß die Stärke der oberen Magnetschicht und der unteren Magnetschicht 2,5 um bzw. 0,3 um betrug. Bevor der Zweischichtfilm getrocknet wurde, wurde der Film durch ein Solenoid geführt, das ein Magnetfeld von etwa 6 kOe erzeugte. Das organische Lösungsmittel wurde verdampft und getrocknet.
Der oben genannte beschichtete Film wurde vier Tage lang in einem Aushärtungsofen bei einer Temperatur von 40º C aufbewahrt und dann in die Form eines 8 mm breiten Bandes geschnitten. Dieses Probestück des Mediums wurde nach Oberflächenrauhigkeit, Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften, Signal-Rausch-Verhältnis, Stehbild-Haltbarkeit und Beschädigung der Köpfe beurteilt.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2

Ein zweischichtiges, 8 mm breites Band wurde auf dieselbe Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß ein Fe-Ni- Metallpulver (Hc = 1500 Oe; Zahlenmittel des Teilchendurchmessers = 0,15 um; spezifische Oberfläche = 50 m2/g) anstelle des Co-, Ti-, Nb- substituierten Barriumferritpulvers zur Verwendung für das < Beschichtungsmaterial für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 verwendet wurde und daß die Menge des sulfonierten Urethanharzes 6 Gew.-Teile betrug. Anschließend wurde das Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 3

Ein zweischichtiges, 8 mm breites Band wurde auf dieselbe Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, wobei aber Aluminiumoxid (mittlerer Durchmesser = 0,15 um; maximaler Teilchendurchmesser = 0,7 um) anstelle von Aluminiumoxid (mittlerer Durchmesser = 0,3 um; maximaler Teilchendurchmesser = 0,8 um) zur Verwendung für das < Beschichtungsmaterial für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 verwendet wurde. Anschließend wurde das so gewonnene Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 4

In der Knetvorrichtung wurden 10 Gew.-Teile des sulfonierten Urethanharzes, 100 Gew.-Teile Aluminiumoxid (mittlerer Durchmesser = 0,20 um; maximaler Teilchendurchmesser = 0,8 um) und 20 Gew.-Teile des gemischten Lösungsmittels (1/1) aus Cyclohexanon/Methylethylketon zur Verwendung für das < Beschichtungsmaterial für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 geknetet. Anschließend wurde das geknetete Gemisch in der Sand-Schleifvorrichtung dispergiert. Auf diese Weise erhielt man ein Aluminiumoxid-Beschichtungsmaterial.
Auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 wurde ein Beschichtungsmaterial ohne Aluminiumoxid aus den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 hergestellt. Anschließend wurden 7 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Beschichtungsmaterials mit 100 Gew.-Teilen des oben genannten Gemischs gemischt. Danach wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 ein zweischichtiges, 8 mm breites Band hergestellt, wobei aber anstelle des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 das oben genannte Beschichtungsmaterial verwendet wurde. Anschließend wurde das Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 5

Ein zweischichtiges, 8 mm breites Band wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, wobei aber Chromoxid Cr&sub2;O&sub3; (mittlerer Durchmesser = 0,1 um; maximaler Teilchendurchmesser = 0,1 um) anstelle von Aluminiumoxid (mittlerer Durchmesser = 0,3 um; maximaler Teilchendurchmesser = 0,8 um) zur Verwendung für das < Beschichtungsmaterial für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 eingesetzt wurde. Anschließend wurde das so gewonnene Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 6

Im gleichen Verfahren zur Herstellung eines Beschichtungsmaterials wie für das < Beschichtungsmaterial für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 wurde ein Beschichtungsmaterial unter Verwendung eines Co-, Ti-, Nb-substituierten Bariumferritpulvers (Hc = 600 Oe; Zahlenmittel des Teilchendurchmessers = 0,04 um; spezifische Oberfläche = 40 m²/g) anstelle des Co-, Ti-, Nb-substituierten Bariumferritpulvers in den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 hergestellt. Dann wurde auf dieselbe Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 ein Zweischichtband mit den Ausnahmen hergestellt, daß das oben hergestellte Beschichtungsmaterial anstelle des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 verwendet wurde, daß ein Polyesterfilm (Filmstärke = 14 um) eingesetzt wurde und daß die Schneid- oder Spaltbreite 1/2 Zoll (12,7 mm) betrug. Anschließend wurde das so gewonnene Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 7

Ein zweischichtiges, 8 mm breites Band wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, wobei aber die Menge des sulfonierten Urethanharzes in den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 in diesem Fall 2 Gew.-Teile betrug. Anschließend wurde das so gewonnene Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 8

Ein zweischichtiges, 8 mm breites Band wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Menge der Stearinsäure in den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 in diesem Fall 3 Gew.- Teile betrug. Anschließend wurde das so gewonnene Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 9

Ein zweischichtiges, 8 mm breites Band wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, wobei aber anstelle des Co- Gammaferritpulvers in den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die untere Magnetschicht> ein Fe-Ni-Metallpulver (Hc = 1400 Oe; durchschnittlicher Teilchendurchmesser = 0,3 pm; spezifische Oberfläche = 45 m²/g) verwendet wurde. Anschließend wurde das so gewonnene Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

VERGLEICHSBEISPIELE 1 bis 3

Auf die gleiche Weise wie in den Ausführungsbeispielen 1, 2 und 7 wurden zweischichtige, 8 mm breite Bänder hergestellt, wobei aber Aluminiumoxid (mittlerer Durchmesser = 0,5 um; maximaler Teilchendurchmesser = 1,1 um) anstelle des Aluminiumoxids in den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach den Ausführungsbeispielen 1, 2 bzw. 7 verwendet wurde. Anschließend wurden die so gewonnenen Bänder auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

VERGLEICHSBEISPIEL 4

Ein zweischichtiges 8 mm-Band wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 mit den Ausnahmen hergestellt, daß die Menge des sulfonierten Urethanharzes in den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 in diesem Fall 1 Gew.-Teil betrug und daß die Menge an Colonate L, die dem so gewonnenen Beschichtungsmaterial zugesetzt wurde, 0,5 Gew.-Teile betrug. Anschließend wurde das Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.

VERGLEICHSBEISPIEL 5

Ein zweischichtiges 8 mm-Band wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 mit den Ausnahmen hergestellt, daß die Menge des sulfonierten Urethanharzes in den Zusammensetzungen des < Beschichtungsmaterials für die obere Magnetschicht> nach Ausführungsbeispiel 1 in diesem Fall 12 Gew.-Teile betrug und daß die Menge an Colonate L, die dem so gewonnenen Beschichtungsmaterial zugesetzt wurde, 3 Gew.-Teile betrug. Anschließend wurde das so gewonnene Band auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 bewertet.
Zur Bewertung der 14 Typen der oben genannten Proben von Mehrschichtbändern wurden die Oberflächenrauhigkeit, die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften, das Signal-Rausch-Verhältnis, die Stehbild-Haltbarkeit und die Beschädigung der Köpfe gemessen. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Zur Messung der Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften und des Signal-Rausch- Verhältnisses wurden ein S-VHS-Deck und ein 8 mm-Banddeck verwendet.
Wie oben beschrieben wurde, kann nach der vorliegenden Erfindung durch die richtige Auswahl eines Harzträgers, der eine polare Gruppe hat, zur Verwendung für die obere Magnetschicht die Menge des Harzträgers verringert werden. Außerdem können die Dispersionseigenschaften und das Packungsverhältnis des Magnetpulvers verbessert werden. So kann, wie aus Tabelle 1 hervorgeht, selbst bei Verwendung eines Abrasivmittels mit einem kleinen Teilchendurchmesser die Schleifwirkung auf zufriedenstellende Weise erreicht werden, ohne die Menge des Abrasivmittels zu erhöhen. Unter Verwendung dieses Abrasivmittels können die Oberflächen der oberen Magnetschicht und der unteren Magnetschicht geglättet werden, selbst wenn die obere Magnetschicht dünn ist. Auf diese Weise kann die Beschädigung des Kopfes durch das laufende Band verringert werden. Außerdem kann ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem geringem Rauschen bei Aufzeichnung und Wiedergabe und einer hohen Wiedergabeleistung in einem breiten Bereich von Wellenlängen bereitgestellt werden. TABELLE 1 Probe Oberflächenrauhigkeit Aufzeichnungs- und Wiedergabeleistung (dB) Signal/Rausch (dB) Stehbild-Haltbarkeit Beschädigung der Köpfe Ausführungsbeispiel Vergl.beispiel min. oder mehr keine zerkratzt

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, das folgende Element aufweist: ein nichtmagnetisches Basismaterial;

eine untere Magnetschicht, die ein Magnetpulver zur Aufzeichnung im Langwellenbereich und einen Harzträger aufweist, wobei die untere Magnetschicht auf dem nichtmagnetischen Basismaterial angeordnet ist; und

eine obere Magnetschicht, die ein Magnetpulver zur Aufzeichnung im Kurzwellenbereich und einen Harzträger aufweist, wobei die Menge des in der oberen Magnetschicht enthaltenen Harzträgers im Bereich von 2 bis 12 Gew.-Teilen je 100 Gew.-Teilen des Magnetpulvers liegt, wobei die obere Magnetschicht ein Abrasivmittel enthält, dessen mittlerer Durchmesser im Bereich von 0,05 bis 0,3 um liegt, und wobei die obere Magnetschicht auf der unteren Magnetschicht angeordnet ist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Stärke der oberen Magnetschicht im Bereich von 0,05 bis 0,5 um liegt.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem der Harzträger, der in der oberen Magnetschicht enthalten ist, ein Harzträger mit einer polaren Gruppe ist.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, bei dem der Harzträger, der in der oberen Magnetschicht enthalten ist, ein Harzträger ist, der eine sich wiederholende Einheit mit wenigstens einer polaren Gruppe, die aus der aus -SO&sub3;M und OSO&sub3;M (wobei M Wasserstoff oder ein Alkalimetallatom ist) bestehenden Gruppe ausgewählt wird, enthält.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, bei dem die Menge der polaren Gruppe des Harzträgers im Bereich von 0,01 bis 4,0 mMol/g liegt.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das Magnetpulver zur Aufzeichnung im Langwellenbereich ein Magnetpulver mit einer Koerzitivkraft im Bereich von 300 bis 1000 Oe und einer Sättigungsmagnetisierung von 70 emu/cm³ (elektromagnetischen Einheiten/cm³) oder mehr ist.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das Magnetpulver zur Aufzeichnung im Kurzwellenbereich ein Metallpulver ist, das hauptsächlich Eisen mit einer Koerzitivkraft im Bereich von 500 bis 3000 Oe und einem Teilchendurchmesser im Bereich von 0,05 bis 0,3 um enthält.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das Magnetpulver zur Aufzeichnung im Kurzwellenbereich ein hexagonales Ferritpulver mit einer Koerzitivkraft im Bereich von 500 bis 3000 Oe und einem Teilchendurchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,1 um ist.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 8, bei dem das hexagonale Ferritpulver ein hexagonales Ferritpulver ist, bei dem ein Teil der Fe-Atome durch Nb-Atome substituiert ist.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Menge des Abrasivmittels im Bereich von 3 bis 10 Gew.-Teilen je 100 Gew.-Teilen des Magnetpulvers liegt.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das Gewichtsmittel der relativen Molekülmasse der Harzträger, die in der oberen Magnetschicht und in der unteren Magnetschicht enthalten sind, im Bereich von 1000 bis 60000 liegt.

12. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die untere Magnetschicht eine Stärke im Bereich von 1 bis 3 um hat.