DE69307755T3

DE69307755T3 - Magnetischer Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE69307755T3
Application number: DE69307755T
Authority: DE
Inventors: Hiroo 2-chome Odawara-shi Inaba; Kiyomi 2-chome Odawara-shi Ejiri; Jun-Ichi 2-chome Odawara-shi Nakamikawa; Toshihiko 2-chome Odawara-shi Miura
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1992-04-14
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JPH05298653A; JP2566096B2; DE69307755D1; DE69307755T2; EP0566100B2; EP0566100A1; US5496607A; EP0566100B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, insbesondere eine äußerst dünne, magnetische Schicht, die eine Dicke von weniger als 3 μm hat. Genauer gesagt betrifft sie ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp, das für Aufzeichnungen mit hoher Dichte gut geeignet ist.
Hintergrund der Erfindung
Magnetische Aufzeichnungsmedien werden weit verbreitet als ein Tonaufzeichnungsband, ein Videoband, ein Computerband, eine Aufzeichnungsplatte und Ähnliches verwendet. Immer weiter zunehmende Anforderungen mußten für eine erhöhte, magnetische Aufzeichnungsdichte und gekürzte (höhere Frequenz) Aufzeichnungswellenlängen erfüllt werden. Das Aufzeichnungssystem für diese Einrichtungen ändert sich von einem analogen System bis zu einem digitalen System. In Reaktion auf die gegenwärtige Anforderung nach einer Erhöhung der magnetischen Aufzeichnungsdichte des Aufzeichnungsmediums ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das eine dünne Metallschicht, beispielsweise vom Typ der Dampfabscheidung, als die magnetische Schicht hat, vorgeschlagen worden. Jedoch wird nichtsdestotrotz im Hinblick auf die leichtere Produktion und die praktische Zuverlässigkeit gegenüber Korrosion oder Ähnlichem ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom sogenannten Beschichtungstyp bevorzugt. Bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp ist ein Träger mit einer Dispersion aus einem ferromagnetischen Pulver in einem Bindemittel beschichtet worden. Jedoch ist, da ein beschichtetes Medium einen relativ geringen Füllgrad in bezug auf den magnetischen Stoff verglichen mit einem Medium aufweist, das eine dünne Metallschicht hat, ersteres gegenüber letzterem in bezug auf die elektromagnetischen Eigenschaften unterlegen.
Jedenfalls umfaßt ein weitverbreitet benutztes magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp eine Dispersion aus einem ferromagnetischem Eisenoxid, co-modifiziertem, ferromagnetischem Eisenoxidpulver, CRO₂ Pulver oder Pulver einer ferromagnetischen Legierung, das auf einen nichtmagnetischen Träger aufgeschichtet worden ist, um darauf eine magnetische Schicht zu bilden.
Um die elektromagnetischen Eigenschaften eines solchen magnetischen Aufzeichnungsmediums vom Beschichtungstyp zu verbessern, haben Vorschläge, beispielsweise die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des ferromagnetischen Pulvers enthalten, das der magnetischen Schicht des Mediums hinzugefügt wird, und das Glätten der Oberfläche des Mediums. Jedoch sind diese vorgeschlagenen Verfahren nicht angemessen, um ausreichend die magnetische Aufzeichnungsdichte des Mediums zu erhöhen.
Kürzlich ist die Aufzeichnungswellenlänge für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp gleichzeitig mit der Erhöhung der magnetischen Aufzeichnungsdichte des Mediums gekürzt worden. Als ein Ergebnis treten, wenn die Dicke der beschichteten, magnetischen Schicht groß ist, Schwierigkeiten mit dem Selbstentmagnetisierungsverlust beim Aufzeichnen mit einem verringerten Ausgang auf, und der Dickenverlust bei der Wiedergabe ist schwerwiegend.
Deshalb ist in Reaktion darauf die Verringerung der Dicke der magnetischen Schicht versucht worden. Wenn jedoch die Dicke der magnetischen Schicht auf ungefähr 2 μm oder weniger verringert wird, würde die Oberfläche der magnetischen Schicht häufig durch den nichtmagnetischen Träger beeinflußt werden, so daß die elektromagnetischen Eigenschaften und der Ausfall des Mediums verschlechtert würden. Jedoch würde der Einfluß der groben Oberfläche des Trägers vermieden werden, wenn eine Dicke, nichtmagnetische Grundschicht auf der Oberfläche des Trägers vorgesehen wird, und dann eine magnetische Schicht auf die Grundschicht als eine obere Schicht aufgeschichtet wird, wie es in JP-A-57-198536 vorgeschlagen worden ist (der Ausdruck "JP-A" bedeutet, wie er hier verwendet wird, eine "ungeprüfte, veröffentlichte, japanische Patentanmeldung"). Jedoch weist dieses Verfahren weiterhin ein Problem dahingehend auf, daß sich die Kopfabriebfestigkeit und die Kopflebensdauer verschlechtern. Das Problem wird als der Tatsache zugeordnet angesehen, daß ein wärmehärtendes Kunstharz als ein Binder in der unteren, nichtmagnetischen Schicht verwendet wird. Als eine Folge ist die untere, nichtmagnetische Schicht gehärtet, so daß die Reibung zwischen der oberen, magnetischen Schicht und dem Kopf sowie die Berührung der oberen, magnetischen Schicht mit anderen Teilen ohne Pufferzustand erfolgt. Die magnetische Aufzeichnungsschicht, die eine solche untere, nichtmagnetische Schicht aufweist, hat eine schlechte Flexibilität.
Um das Problem zu vermeiden, kann die Verwendung eines nichthärtenden Kunstharzes als ein Binder in der unteren, nichtmagnetischen Schicht in Betracht gezogen werden.
Gemäß dem herkömmlichen Verfahren, wo mit der unteren, nichtmagnetischen Schicht beschichtet und sie getrocknet wird und dann darauf mit der magnetischen Schicht als eine obere Schicht beschichtet wird, würde jedoch die untere, nichtmagnetische Schicht durch das organische Lösungsmittel in der Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht aufgequollen werden, wobei Störungen der Beschichtungslösung der oberen, magnetischen Schicht hervorgerufen werden. Als ein Ergebnis würde die Oberflächeneigenschaft der oberen, magnetischen Schicht dadurch verschlechtert und die elektromagnetischen Eigenschaften des Mediums würden dadurch verringert. Jedoch kann, um die Dicke der magnetischen Schicht zu verringern, eine Verringerung der Menge an magnetischer Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht oder die Verringerung der Konzentration der magnetischen Beschichtungslösung durch Hinzufügen einer großen Menge an Lösungsmittel, in Betracht gezogen werden. In dem ersteren Fall des Verringerns der Menge an Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht jedoch würde das Trocknen der beschichteten Schicht beginnen, bevor eine ausreichende Ausgleichszeit nach dem Beschichten verstreichen kann, wodurch ein anderes Problem von Beschichtungsfehlern hervorgerufen wird, das Streifen oder gestempelte Muster auf der Oberfläche der oberen, magnetischen, beschichteten Schicht gibt. Als ein Ergebnis wäre die Ausbeute des Verfahrens äußerst niedrig.
Andererseits wäre im letzteren Fall, eine magnetische Beschichtungslösung mit einer geringen Konzentration zu verwenden, die aufgeschichtete Schicht äußerst porös, so daß ein ausreichender Füllgrad an magnetischem Stoff in der Schicht nicht erreicht werden könnte, und zusätzlich wäre die Festigkeit der Beschichtungsschicht unzureichend, da die Schicht zu porös ist. Kurz gesagt treten bei den obengenannten Verfahren verschiedene ungünstige Probleme auf. Ähnlich ist die Erfindung der JP-A-62-154225 in ihrer Leistung im bezug auf die Dauerhaftigkeit unzureichend. Diese Neigung wird besonders merkbar, wenn die Dicke der oberen, magnetischen Schichten kleiner als 0,3 μm ist.
Als ein Mittel zum Überwinden der obigen Probleme ist ein Verfahren eines gleichzeitigen Mehrbeschichtungssystems, wo eine untere, nichtmagnetische Schicht vorgesehen wird, und, während die untere, nichtmagnetische Schicht noch naß ist, eine obere, magnetische Schicht, die ein ferromagnetisches Pulver enthält, auf der unteren Schicht vorgesehen wird, bereits vorgeschlagen worden, wie es in US Patent 4,963,433 (entsprechend der JP-A-63-191315) und dem US Patent 4,863,793 (entsprechend der JP-A-63-187418) beschrieben worden ist. Diese Technik ergibt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium hoher Wiedergabeleistung, worin das Medium von Beschichtungsfehlern frei ist und eine erhöhte Produktivität, verbesserte, elektromagnetische Eigenschaften, wie den Ausgang und das Signal/Rauschverhältnis, und eine verbesserte Laufhaltbarkeit aufweist.
Jedoch wird, selbst wenn dieses Verfahren verwendet wird, wenn die Dicke der oberen, magnetischen Schicht geringer als 0,3 μm ist, die Festigkeit der magnetischen Schicht merklich verringert, was zur Zunahme von gleichzeitigem Verstopfen und Ausfall führt. Um ein solches Problem der Dauerhaftigkeit zu lösen, ist vorgeschlagen worden, ein Füllmittel großer Größe der unteren, nichtmagnetischen Schicht hinzuzufügen, wie es in JP-A-62-222427 und JP-A-2-257424 beschrieben ist. Diese Vorschläge haben jedoch den Nachteil, daß die Oberflächenglattheit unzureichend ist.
Bei digitalen, magnetischen Aufzeichnungsmedium, die kürzlich in Praxis gekommen sind, findet eine gegenseitige Störung zwischen benachbarten Umkehrungen der Magnetisierung bei fortlaufenden Magnetisierungsumkehrungen hoher Dichte statt, und eine Abnahme bei dem Ausgangsspitzenwert und eine Verschiebung der Spitzenlage treten bei einer einzelnen Impulswellenform auf, was zu einem Erfassungsfehler beiträgt. Die Aufzeichnungsdichte wird deshalb daran gehindert, verbessert zu werden. Um dieses Problem zu lösen und die Aufzeichnungsdichte zu verbessern, ist es notwendig, die Halbwertsbreite der isolierten Impulswellenform zu verringern, um die Störung auf eine Zeichenweite zu verringern. Jedoch ist kein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp erhalten worden, das diese Anforderung vollständig erfüllt.
Für diesen Zweck ist es bekannt, daß eine Abnahme bei der Dicke einer magnetischen Schicht, eine Abnahme bei Br/Hc (restliche, magnetische Flußdichte/Koerzitivkraft) und eine Verringerung bei der Oberflächenrauhigkeit wirksam sind. Jedoch ist kein Beispiel bekannt, bei dem diese experimentell untersucht worden sind, beispielsweise für ein Signal mit einer Aufzeichnungswellenlänge von 1 μm oder weniger auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp.
Des weiteren verschlechtert eine Abnahme der Dicke einer oberen, magnetischen Schicht ihre Haftungseigenschaft an einer unteren, nichtmagnetischen Schicht, so daß die obere, magnetische Schicht empfänglich ist, von der unteren, nichtmagnetischen Schicht getrennt zu werden. Es wird deshalb schwierig, die Laufhaltbarkeit sicherzustellen.
Demgemäß ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp, das diese Anforderung erfüllt, erwünscht, wobei aber noch keine wirksame Lösung vorgeschlagen worden ist.
Es ist geeignet, in bezug auf digitales Aufzeichnen auf Katsuya Yokoyama Guide to Magnetic Recording Technology (verlegt von Sogo Demshi Shupppan, 1988).
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das zufriedenstellende, elektromagnetische Eigenschaften aufweist, wie einen hohen Ausgang, Auflösung, Wellenformsymetrie und Überschreibungseigenschaft gleich dem oder besser als ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vom Dampfabscheidungstyp, während angemessene Laufeigenschaften, Dauerhaftigkeit und Produktivität eines magnetischen Aufzeichnungsmediums vom Beschichtungstyp aufrechterhalten werden.
Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das dehnungsfreie, regenerative Signale liefert, die zum digitalen Aufzeichnen geeignet sind, und bei dem die Ablösung einer oberen, magnetischen Schicht nicht stattfindet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine grafische Darstellung, die Änderungen des Ausgangs als Funktion des Aufzeichnungsstroms für Videobänder der vorliegenden Erfindung und für Vergleichsbänder zeigt.
2 ist eine grafische Darstellung, die Änderungen der Halbwertsbreite W₅₀ der einzelnen Impulswellenform als Funktion des Aufzeichnungsstroms bei Videobändern der vorliegenden Erfindung und bei Vergleichsbändern zeigt.
3 ist eine grafische Darstellung, die Änderungen der Symetrie γ der einzelnen Impulswellenform als Funktion des Aufzeichnungsstroms bei Videobändern der vorliegenden Erfindung und bei Vergleichsbändern zeigt.
4 ist eine grafische Darstellung, die Änderungen bei der Überschreibfähigkeit bei einer mittleren Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht bei Videobändern der vorliegenden Erfindung und bei Vergleichsbändern zeigt.
Beschreibung der Erfindung im Einzelnen
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht im allgemeinen mehr als 0,01 bis weniger als 0,3 μm ist, vorzugsweise von 0,02 bis 0,25 μm, noch mehr bevorzugt von 0,03 bis 0,23 μm, und daß σ/d von 0,1 bis 0,4 ist.
Es ist nämlich, selbst wenn die Aufzeichnungswellenlänge auf 1,0 μm oder weniger verringert wird, ein Ausgang E_P beim digitalen Aufzeichnen ausreichend und es kann eine Halbwertbreite W₅₀ einer kleinen, einzelnen Impulswellenform bei der Wiedergabe erhalten werden, indem die mittlere Gesamtdicke d auf weniger als 0,3 μm spezifiziert wird. Des weiteren werden zufriedenstellende, elektromagnetische Eigenschaften, die ein Umkehrphänomen verhindern, auch bei einer Bandlage vom Dampfabscheidungstyp erhalten eine hohe Aufzeichnungsdichte wird auf einer magnetischen Aufzeichnungsplatte möglich gemacht und die Überschreibeigenschaft kann verbessert werden. Wenn die mittlere Gesamtdicke d nicht mehr als 0,01 μm ist, kann ein ausreichender Ausgang nicht erhalten werden.
Die Halbwertsbreite W₅₀ der einzelnen Impulswellenform wird auch Impulshalbwertsbreite genannt, die eine grundlegende Eigenschaft des digitalen, magnetischen Aufzeichnens ist.
Ein regeneratives Signal der Umkehr einer Magnetisierung, nämlich ein regeneratives Signal des einzelnen Magnetisierungsimpulses, bildet eine bergförmige Impulswellenform mit einer erweiterten Basis. Ein Spitzenwert dieses regenerativen Impulses ist ein Ausgangsspitzenwert E_P, und eine Impulsbreite (ein Wert, der auf einem Medium in eine Länge umgewandelt wird), bei der der Ausgang 50% des Spitzenwertes erreicht, wird Impulshalbwertsbreite genannt, die durch W₅₀ dargestellt ist. Je kleiner dieser Wert W₅₀ ist, desto schärfer wird die Wellenform. Die Auflösung wird deshalb verbessert, was bei der Aufzeichnung hoher Dichte wirksam ist. Wenn die Umkehrungen fortlaufend stattfinden und die Zwischenräume der Umkehrungen verkürzt werden, findet eine gegenseitige Störung zwischen den benachbarten Magnetisierungsumkehrungen statt, die eine regenerative Wellenform beeinträchtigen. Es besteht nämlich die Gefahr, daß eine Zwischenzeichenstörung auftritt. Jedoch wird, wenn W₅₀ klein ist, eine solche Schwierigkeit abgeschwächt und verringert. Einzelheiten bezüglich dieser Eigenschaften sind in Katsuya Yokoyama Guide to Magnetic Recording Technology (verlegt von Sogo Denshi Shupppan, 1988) beschrieben. Ferner wird die Symmetrie γ der einzelnen Impulswellenform in der folgenden Weise berechnet. Wenn nämlich eine senkrechte Linie, die von der Spitzenposition der einzelnen Impulswellenform gezeichnet wird, die Unterteilungen von W₅₀ bei W₁ und W₂ teilt, gilt W₁ + W₂ = W₅₀. An dieser Stelle wird die Wellenformsymetrie γ unter Verwendung von γ = 100 x (W₁–W₂) /W₅₀ berechnet .
In dem Fall eines magnetischen Aufzeichnungsmediums vom Typ mit einer dünnen Dampfabscheidungsmetallschicht ist es, um mittels eines Ringkopfes aufzuzeichnen und wiederzugeben, erforderlich, die magnetischen, feinen Kristallteilchen in einer Schicht vom Dampfabscheidungstyp schräg anzuordnen. Durch diese Anordnung wird eine magnetische Bereichsstruktur schräg zu dem Ringkopf angeordnet, was den Nachteil ergibt, daß die einzelne Impulswellenform asymmetrisch wird.
Andererseits ist bei dem magnetischen Aufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp der vorliegenden Erfindung W₅₀ klein und E_P ist groß verglichen mit einem solchen magnetischen Aufzeichnungsmedium vom Typ mit einer dünnen Dampfabscheidungsmetallschicht. Des weiteren kann ein ferromagnetisches Teilchen ohne weiteres in einer Ebene ausgerichtet werden. Demgemäß wird die Symmetrie der einzelnen Impulswellenform verbessert. Das magnetische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung hat auch die Wirkung, daß die Signalverarbeitung in einem digitalen Aufzeichnungssystem leicht und genau durch eine Verringerung von Lesefehlern des Signals wird.
Des weiteren wird, wenn die Gesamtdicke der oberen, magnetischen Schicht weniger als 0,3 μm ist, die obere, magnetische Schicht stark in ihrer Festigkeit verringert und neigt dazu, sich von der unteren, nichtmagnetischen Schicht während des Betriebs zu trennen. Als ein Ergebnis besteht die Gefahr, daß Verstopfen und eine Zunahme bei Ausfällen stattfinden. Um dies zu verhindern, ist es notwendig, daß die Übergangsschicht zwischen der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht eine Unebenheit mit einem gewissen Maß aufweist, so daß eine Ankerwirkung zwischen der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht gegeben wird. Die Bestätigung durch Versuche zeigte, daß der obengenannte σ/d Bereich angemessen war, so daß die vorliegende Erfindung vollständig ist.
Indem σ/d innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung spezifiziert wird, trennt sich die obere, magnetische Schicht nicht von der unteren, nichtmagnetischen Schicht, und die Laufeigenschaften werden verbessert. Wenn σ/d weniger als 0,05 ist, ist die Ankerwirkung zwischen der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht zu klein, um eine gute Leistung zu erhalten. Wenn σ/d mehr als 0,5 ist, treten Übergangsschichtstörungen an einer Oberfläche der oberen, magnetischen Schicht auf, die die Oberflächenrauhigkeit erhöhen, wodurch die elektromagnetischen Eigenschaften verschlechtert werden.
Das oben beschriebene magnetische Aufzeichnungsmedium, das die obere, magnetische Schicht, die die Beziehung 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,4 erfüllt, kann durch Herstellungsverfahren ohne Beschränkung hergestellt werden.
Ein effizientes Mittel zur Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung ist ein naß-auf-naß Beschichtungssystem, wie in US-Patent 4,844,946 beschrieben.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, das die obere, magnetische Schicht aufweist, die die Beziehung von 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,4 erfüllt, wird ohne weiteres mit einer zufriedenstellenden Güte erhalten, indem die obere, magnetische Schicht auf die untere, nichtmagnetische Schicht aufgebracht wird, während die untere, nichtmagnetische Schicht noch in einem nassen Zustand ist. Jedoch ist vorliegende Erfindung nicht auf das naß-auf-naß Beschichtungssystem beschränkt, und ein naß-auf-trocken Beschichtungssystem, wie es in den US-Patenten 2,819,186, 3,440,091 und 4,708,906 beschrieben ist, kann verwendet werden, solange die Beziehung 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,4 erfüllt ist.
Beispielsweise hat eine Dispersion, die nichtmagnetische Teilchen enthält, die in einem Bindemittel dispergiert sind, wie es in JP-A-4-325917 beschrieben ist, Thixotropie, worin ein Verhältnis (A10⁴/A10), ein Verhältnis der Scherspannung A10⁴ sec^–1, das bei einer Schergeschwindigkeit von 10⁴ sec bestimmt wird, zu einer Scherspannung A10, die mit einer Schergeschwindigkeit 10 sec^–1 bestimmt wird, auf 100 ≥ A10⁴/A10 ≥ 3 eingestellt ist. Als bestimmtes Mittel, um eine solche Thixotropie zu geben, können die folgenden vier Techniken, wie sie in JP-A-4-325917 beschrieben sind, angewendet werden.
(1) Das Teilchen der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthält Ruß und ein anorganisches Teilchen, das eine kleinere mittlere, primäre Teilchengröße als die getrocknete Dicke der unteren, nichtmagnetischen Schicht hat, und die untere, nichtmagnetische Schicht und die obere, magnetische Schicht enthalten jeweils ein wärmehärtendes Polyisocyanat in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-% Bindemittel in jeder jeweiligen Schicht.
(2) Das Teilchen der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthält ein nichtmetallisches, anorganisches Teilchen, das eine mittlere, primäre Teilchengröße von 0,08 μm oder weniger hat.
(3) Ein Magnetteilchen wird verwendet, das eine solche Thixotropie ergibt, daß die obere, magnetische Schicht eine getrocknete Dicke von 1,0 μm oder weniger hat und die untere, nichtmagnetische Schicht eine maximale Magnetflußdichte Bm von 30 bis 500 Gauss hat, vorausgesetzt, daß die untere, nichtmagnetische Schicht mit dem Aufzeichnen nicht in Beziehung steht.
(4) Die obere, magnetische Schicht enthält ein ferromagnetisches Teilchen, das eine Länge in der langen Achsrichtung von 0,3 μm oder weniger und eine Kristallitgröße von 300 Å oder weniger hat, wobei die untere, nichtmagnetische Schicht ein nichtmagnetisches Metalloxidteilchen und Ruß enthält, der eine mittlere Teilchengröße von weniger als 20 nm wie das nichtmagnetische Teilchen mit einem Verhältnis von 95/5 bis 60/40 hat, und die untere, nichtmagnetische Schicht mindestens eine Polyurethan und Polyisocyanatverbindung aufweist, die drei -OH Gruppen pro Molekül hat.
Des weiteren können die folgenden Techniken angewendet werden, die gestatten, daß ein nicht gemischter Bereich zwischen der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht vorhanden ist, wie es in JP-A-4-325915 geoffenbart ist.
(5) Die untere, nichtmagnetische Schicht enthält ein nichtmagnetisches Teilchen, das ein Verhältnis (r₁/r₂) der längsten, axialen Länge r₁ zu der kürzesten, axialen Länge r₂ von 2,5 oder mehr hat.
(6) Das nichtmagnetische Teilchen hat ein Nadelkristallformverhältnis von 2,5 oder mehr und eine mittlere Teilchengröße der längsten, axialen Länge des ferromagnetischen Teilchen ist 0,3 μm oder weniger.
(7) Ein blättriges, nichtmagnetisches Teilchen und ein eine Epoxygruppe enthaltendes Bindemittel, das ein Molekulargewicht von 30.000 oder mehr hat, werden der unteren, nichtmagnetischen Schicht hinzugefügt, und ein nadelförmiges, ferromagnetisches Teilchen oder ein plättchenförmiges, ferromagnetisches Teilchen wird der oberen, magnetischen Schicht hinzugefügt.
Des weiteren kann die Beziehung zwischen dem ferromagnetischen Teilchen, das in der oberen, magnetischen Schicht enthalten ist, und dem nichtmagnetischen Teilchen, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, auch angewendet werden, wie es in der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-21782 geoffenbart ist.
(8) Das nichtmagnetische Teilchen, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, enthält ein anorganisches Teilchen, das eine Mohs Härte von 3 oder mehr hat, das ferromagnetische Teilchen, das in der oberen, magnetischen Schicht enthalten ist, ist nadelförmig und die mittlere Teilchengröße des anorganischen Teilchens ist 1/2-bis 4-mal so groß wie die Kristallitgröße des nadelförmigen, ferromagnetischen Teilchens.
(9) Das nichtmagnetische Teilchen, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, enthält ein anorganisches Teilchen, das eine Mohs Härte von 3 oder mehr hat, das ferromagnetische Teilchen, das in der oberen, magnetischen Schicht enthalten ist, ist nadelförmig und die mittlere Teilchengröße des anorganischen Teilchens ist ein Drittel oder weniger der Länge in Richtung der Längsachse des nadelförmigen, ferromagnetischen Teilchens.
(10) Die obere, magnetische Schicht enthält ein hexagonales, plättchenförmiges, ferromagnetisches Teilchen, dessen Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zu einem flachen Plättchen angeordnet ist, und das nichtmagnetische Teilchen, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, enthält ein anorganisches Teilchen, dessen mittlere Teilchengröße kleiner als die Plättchengröße des ferromagnetischen Teilchens ist, das in der oberen, magnetischen Schicht enthalten ist.
(11) Das anorganische Teilchen, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, enthält ein anorganisches, nichtmagnetisches Teilchen, das eine Oberflächenschicht hat, die mit einem anorganischen Oxid beschichtet ist.
Des weiteren kann die Technik, wie sie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-18419 in bezug auf ein nichtmagnetisches Teilchen geoffenbart ist, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, verwendet werden.
(12) Die untere, nichtmagnetische Schicht enthält ein anorganisches Teilchen, das eine Oberflächenschicht hat, die mit einem anorganischen Oxid beschichtet ist, insbesondere mit einem anorganischen, nichtmagnetischen Teilchen, das mit mindestens einem anorganischen Oxid, das aus Al₂O₃, SiO₂ und ZrO₂ ausgewählt ist, in einer Menge von 1 bis 21 Gew.-% für Al₂O₃, 0,04 bis 20 Gew.-% für SiO₂ und 0,05 bis 15 Gew.% für ZrO₂ pro Gesamtmenge des anorganischen, nichtmagnetischen Teilchens beschichtet ist, wodurch die Dispergierbarkeit des nichtmagnetischen Teilchens, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, und die Grenzschicht gesteuert werden können.
Des weiteren kann die folgende Technik, die in der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-18420 geoffenbart ist, verwendet werden, um die Dispergierbarkeit des nichtmagnetischen Teilchens zu steuern.
(13) Ein Metalloxid, das mit einem Oberflächenbehandlungsmittel behandelt ist, wie eine organische Säure mit einen pH von 3 oder weniger, eine eine Epoxigruppe enthaltende Verbindung mit einem Molekulargewicht von 3.000 oder weniger, ein Silan-Kopplungsagenz oder ein Titanat-Kopplungsagenz werden in der unteren, nichtmagnetischen Schicht verwendet.
Zusätzlich kann die Rauhigkeit der Übergangsfläche geeignet durch die Technik eingestellt werden, wie sie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 4-40509 geoffenbart ist.
(14) Das nichtmagnetische Teilchen, das in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten ist, enthält ein körniges, anorganisches Teilchen (A) mit einer mittleren Teilchengröße von 0,01 bis 0,08 μm, Ruß (B) mit einer mittleren Teilchengröße von 0,01 bis 0,04 μm und ein drittes Bestandteilteilchen (C), das gröber als das Teilchen (A) und der Ruß (B) ist, wobei nämlich das grobe, dritte Bestandsteilchen (C) ein körniges oder polyedrisches Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,07 bis weniger als 1 μm in der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthält.
Ferner kann eine geeignete Unebenheit an der Übergangsfläche gebildet werden, indem nichtmagnetische Teilchen der oberen, magnetischen Schicht hinzugefügt werden.
Es wird ferner bevorzugt, daß der längste, mit a bezeichnete Durchmesser der nichtmagnetischen Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht enthalten sind, und die Dicke d die Beziehung 0,1 ≤ a/d ≤ 5 erfüllen. Dies ist nachvollziehbar, weil die obere, magnetische Schicht mit den fremden Teilchen relativ großer Größe verunreinigt ist, wodurch eine Unebenheit beabsichtigt in einem gewissen Ausmaß an der Übergangsschicht gebildet wird.
Indem diese Verfahren in Kombination von zwei oder drei von ihnen verwendet werden, kann die magnetische Schicht, die die mittlere Gesamtdicke d und die Standardabweichung σ der Dicke der vorliegenden Erfindung aufweist, erhalten werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Einstellen der Standardabweichung σ der Dicke der oberen, magnetischen Schicht und der mittleren Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht auf 0,05 ≤ σ/d, nämlich, um eine gemäßigte Unebenheit der oberen, magnetischen Schicht zu ergeben, die nichtmagnetischen Teilchen der oberen, magnetischen Schicht hinzuzufügen. Wenn die mittlere Teilchengröße der nichtmagnetischen Teilchen kleiner als die Dicke der oberen, magnetischen Schicht ist, kann der Grenzfläche eine gemäßigte Unregelmäßigkeit gegeben werden, indem die nichtmagnetischen Teilchen hinzugefügt werden, die in der Form von den ferromagnetischen Teilchen verschieden sind. Wenn die mittlere Teilchengröße der nichtmagnetischen Teilchen größer als die Dicke der oberen, magnetischen Schicht ist, gibt es die nichtmagnetischen Teilchen in der Nähe der Übergangsschicht der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht, wodurch eine gemäßigte Ungleichförmigkeit der Grenzfläche gegeben werden kann, ohne die Glätte der Oberfläche der oberen, magnetischen Schicht zu beeinträchtigen. Wenn die mittlere Teilchengröße davon größer als die Dicke der oberen, magnetischen Schicht ist, insbesondere in dem Fall des naß-auf-naß Verfahrens, findet das oben erwähnte Phänomen vorzugsweise statt. Die nichtmagnetischen Teilchen, die von den ferromagnetischen Teilchen in der Form verschieden sind, können durch nichtmagnetische Teilchen erreicht werden, die sogar nach der Entmagnetisierungsbehandlung der magnetischen Schicht oder nach der Tieftemperaturschwabbelbehandlung zurückbleiben.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die nichtmagnetischen Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht enthalten sind, durch die restlichen Teilchen bestätigt, die durch Entmagnetisierung einer Probe von 1 cm × 1 cm des vollständig hergestellten, magnetischen Aufzeichnungsmediums mit 6N–12N HCL , dem eine O₂ Plasmabehandlung mit einer Tieftemperaturschwabbelvorrichtung folgte (hergestellt von Yamato Kagaku Co.) erhalten wurden. Es wird verlangt, daß diese Schwabbelbehandlung angehalten wird, bevor mindestens die untere, nichtmagnetische Schicht erreicht wird. Materialien, die ohne weiteres geschwabbelt werden, wie Ruß und organische Kunstharze, werden unter milden Bedingungen behandelt. Die mittlere Teilchengröße der nichtmagnetischen Teilchen in diesem Zustand ist vorzugsweise von 0,005 bis 2 μm und mehr, bevorzugt von 0,01 bis 1,5 μm. Die mittlere Teilchengröße wird gemessen, indem ein Photo der nichtmagnetischen Teilchen, die durch die Schwabbelbehandlung freigelegt sind, bei einer Vergrößerung von x 30.000 unter einem Abtastelektronenmikroskop (SEN) aufgenommen wird, und der längste Durchmesser der nichtmagnetischen Teilchen auf dem Photo mit einem IBAS 1 Bildverarbeitungsgerät (hergestellt von Zeess Co.) verarbeitet wird.
Die obere, magnetische Schicht enthält somit die nichtmagnetischen Teilchen, die selbst nach der Entmagnetisierungsbehandlung und der Tieftemperaturschwabbelbehandlung zurückbleiben, wodurch eine geeignete Unebenheit beabsichtigt an der Übergangsschicht gebildet werden kann. Die Entmagnetisierungsbehandlung wird durchgeführt, um die nichtmagnetischen Teilchen von den ferromagnetischen Teilchen zu unterscheiden. Die Schwabbelbehandlung wird ausgeführt, um die nichtmagnetischen Teilchen von dem Bindemittel zu unterscheiden und zu bestätigen, daß die Teilchen ihre Form in dem Bindemittel beibehalten.
Die nichtmagnetischen Teilchen, die der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt wer den, können entweder anorganische Teilchen oder organische Teilchen sein. Ruß kann ebenfalls verwendet werden.
Beispiele der nichtmagnetischen, anorganischen Teilchen, die der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden können, sind nichtmagnetische, anorganische Teilchen aus Metall, Metalloxid, Metallkarbonat, Metallsulfat, Metallnitrid, Metallkarbid und Metallsulfid. Insbesondere schließen sie ein TiO₂ (Rutil, Anatas), TiOx, Ceriumoxid, Zinnoxid, Wolframoxid, Chromoxid, Titanoxid, InO, ZrO₂, SiO₂, CrZO₃, α-Aluminiumhydroxid mit einer α-Umwandlung von 90% oder mehr, β-Aluminiumhydroxid, γ-Aluminiumhydroxid, α-Eisenoxid, Goethit, Corund, Siliciumnitrid, Titancarbid, Magnesiumoxid, Bornitrid, Molybdändisulfid, Kupferoxid, MgCO₃, CaCO₃, BaCO₃, SrCO₃, CaSO₄, Ba-SO₄, Siliciumcarbid, Titancarbid, künstlichem Diamant und Siliciumdioxid. Diese Teilchen werden einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet.
Die mittlere Teilchengröße der nichtmagnetischen Teilchen ist bevorzugt von 0,005 bis 2 μm. Jedoch ist ihre Form nicht besonders begrenzt. Unterschiedliche Arten anorganischer Teilchen können in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden, wenn es erwünscht ist. Wenn eine einzige Art eines anorganischen Teilchens verwendet wird, kann die Verteilung der Teilchendurchmesser richtig ausgewählt werden.
Als die anorganischen Teilchen, die oben erwähnt worden sind, werden jene, die die unten erwähnten Eigenschaften haben, bevorzugt. Bevorzugte Teilchen sind jene, die aufweisen eine Klopfdichte (gemessen unter der Bedingung der Klopfanzahl: 150 und Kopf 30 mm, wobei ein Klopfdichte-Meßinstrument verwendet wird, das von Seishin Enterprise Inc. hergestellt wird) von 0,05 bis 2 g/ml, vorzugsweise von 0,2 bis 1,5 g/ml; einen Wasseranteil von 0,1 bis 5%, vorzugsweise von 0,2 bis 3%; einen pH-Wert von 2 bis 11; eine spezifische Oberflächenfläche von 1 bis 100 m²/g, vorzugsweise von 5 bis 50 m²/g, bevorzugter von 7 bis 40 m²/g; eine Kristallitgröße von 0,01 bis 2 μm; eine Ölabsorbtion mit DBP von 5 bis 100 ml/100 g, vorzugsweise von 10 bis 80 ml/100 g, bevorzugter von 20 bis 60 ml/100 g; und ein spezifisches Gewicht von 1 bis 12, vorzugsweise von 2 bis 8.
Ihre Form kann nadelförmig, kugelförmig, kubisch oder plättchenförmig sein.
Die anorganischen Teilchen müssen nicht notwendigerweise 100% rein sein. Beispielsweise können gemäß der erwünschten Zielsetzung die Oberflächen dieser Teilchen mit anderen Verbindungen behandelt werden, wie Verbindungen von Al, Si, Ti, Zr, Sn, Sb und/oder Zn, um Oxide davon auf ihren Oberflächen zu bilden. In diesem Fall kann die Reinheit der Substratteilchen 70 Gew.-% oder mehr sein, ohne die Wirkung von ihnen zu verringern. Beispielsweise wird, wenn Titanoxid als das anorganische Teilchen verwendet wird, die Oberfläche im allgemeinen mit Aluminiumhydroxid behandelt. Es ist erwünscht, daß der Zündverlust der Teilchen 20 oder weniger ist. Die Mohs Härte der anorganischen Teilchen soll 4 oder mehr sein.
Unter diesen anorganischen Teilchen werden Schleifmittel bevorzugt, die bekannte Materialien sind und eine Mohs Härte von 6 oder höher haben, wie α-Aluminiumhydroxid, das eine α-Umwandlung von 90% oder mehr hat, β-Aluminiumhydroxid, Siliciumcarbid, Chromoxid, Ceroxid, α-Eisenoxid, Corund, künstlicher Diamant, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Titanoxid, Siliciumdioxid oder Bornitrid. Diese werden allein oder in Kombination verwendet. Eine Zusammensetzung solcher Schleifmittel (das heißt Schleifmittel, die mit anderen Schleifmitteln behandelt werden) kann verwendet werden. Diese Schleifmittel können einige Verbindungen oder Elemente enthalten, die von dem Hauptanteil verschieden sind, und die Wirkungen der Schleifmittel bleiben unverändert, wenn der Hauptanteil 90 Gew.-% oder mehr ist.
Die Schleifmittel sollen eine Teilchengröße von 0,01 bis 2 μm haben. Wenn es erwünscht ist, kann eine Kombination von mehreren Schleifmitteln, die jeweils eine unterschiedliche Teilchengröße haben, bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wie der Fall auch sein mag, kann ein einziges Schleifmittel, das eine breite Teilchengrößenverteilung aufweist, auch verwendet werden, um die gleiche Wirkung zu erreichen. Die Schleifmittel sollen eine Klopfdichte von 0,3 bis 2 g/ml, einen Wasseranteil von 0,1 bis 5%, einen pH-Wert von 2 bis 11 und eine spezifische Oberfläche von 1 bis 30 m²/g haben.
Die Schleifmittel können irgendeine nadelförmige, spherische, kubische oder flächenförmige Form haben. Schleifmittel, in denen ein Teil ihrer Form eine Kante hat, werden bevorzugt, weil die Schleifeigenschaft von ihm größer wird.
Die Schleifmittel können vorhergehend vor ihrem Hinzufügen in die magnetische Beschichtungslösung in einem Bindemittel dispergiert werden. Die Menge an Schleifmittelteilchen, die in der Oberfläche der oberen, Magnetschicht und den Kanten des Mediums der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, ist vorzugsweise 5 Teilchen/100 μm² oder mehr.
Besondere Beispiele von nichtmetallischen Teilchen, die der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden, schließen ein UA5600 und UA5605, hergestellt von Showa Denko K.K.; AKP-20, AKP-30, AKP-50, HIT-50, HIT-55, HIT-100 und ZA-Gl, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; G5, G7 und S-1, hergestellt von Nippon Chemical Industrial, Co., Ltd.; TF-100, TF-120, TF-140 und R516 von Toda Kogyo Corp.; TTO-51B, TTO-55A, TTO-55B, TTO-55C, TTO-55S, TTO-55D, FT-1000, FT-2000, FTL-100, FTL-200, M-1, S-1, SN-100, R-820, R-830, R-930, R-550, CR-50, CR-80, R-680 und TY-50, hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.; ECT-52, STT-4D, STT-30D, STT-30 und STT-65C, herstellt von Titan Kogyo K.K.; T-1, hergestellt von Mitsubishi Materials Corp.; NS-O, NS-3Y und NS-8Y, hergestellt von Nippon Shokubai Kagaku Co., Ltd.; MT-100S, MT-100T, MT-150W, MT-500B, MT-600B und MT-100E, hergestellt von Teika K.K.; FINEX-25, BF-1, BF-10, BF-20, BF-1L und BF-10P, hergestellt von Sakai Chemical Industry Co. Ltd.; DEFIC-Y und DEFIC-R, hergestellt von Dowa Mining Co., Ltd.; und Y-Lop, hergestellt von Titan Kogyo K.K..
Besonders bevorzugt sind AKP-20, AKP-30, AKP-50, HIT-50, und HIT-100, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; G5, G7 und S-1, hergestellt von Nippon Chemical Industrial, Co., Ltd.; und TF-100 und TF-140 hergestellt von Toda Kogyo Corp.
Beispiele von Ruß, der der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt wird, schließen Ofenruß für Gummi, thermischen Ruß für Gummi, Ruß zum Färben und Acetylenschwarz ein. Es wird bevorzugt, daß eine spezifische Oberfläche von 5 bis 500 m²/g ist, vorzugsweise von 10 bis 400 m²/g; eine DBP Ölabsorbtion von 20 bis 40 ml/100 g ist, vorzugsweise von 30 bis 200 ml/100 g; eine mittlere Teilchengröße von 5 bis 300 nm ist, vorzugsweise von 10 bis 50 nm, bevorzugter von 10 bis 40 nm; ein pH Wert von 2 bis 10 ist; ein Wasseranteil von 0,1 bis 10 % ist, und eine Klopfdichte von 0,1 bis 1 g/ml ist.
Besondere Beispiele von Ruß schließen ein BLACKPEARLES 2000, 1300, 1000, 900, 800, 880, 700 und VULCAN XC-72, hergestellt von Cabot Co., Ltd.; #80, #60, #55, #50, #35, hergestellt von Ashai Carbon Co., Ltd.; #3050B, #3150B, #3250B, #3750B, #3950B, #2400B, #2300, #1000, #970B, #950, #900, #850B, #650B, #40, #30, #10B und MA-600, hergestellt von Mitsubishi Kasei Corp.; CUNDUCTEX SC hergestellt von Columbia Carbon Company, Ltd.; 8800, 8000, 7000, 5750, 5250, 3500, 2100, 2000, 1800, 1500, 1255, 1250, 150, 50, 40 und 15, hergestellt von RAVEN Co., Ltd.; und Ketjen Black EC, hergestellt von Agzo, Co., Ltd. Der Ruß kann mit einem Dispergierungsmittel oberflächenbehandelt sein, oder er kann mit einem Kunstharz beschichtet sein, um teilweise die Oberfläche davon mit Grafit zu versehen, Wenn es erwünscht ist, kann der Ruß vorhergehend vor seinem Hinzufügen zu der nichtmagnetischen Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht in einem Bindemittel dispergiert werden.
Der Ruß in der oberen, magnetischen Schicht kann innerhalb des Bereiches verwendet werden, der 50 Gew.-% auf der Grundlage der anorganischen Teilchen darin nicht überschreitet und innerhalb des Bereiches, der 40 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der oberen, magnetischen Schicht nicht überschreitet. Die Menge an Ruß ist vorzugsweise von 0,1 bis 30 Gew.-% auf der Grundlage der Menge an ferromagnetischen Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht. Der Ruß kann einfach oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden. Der Ruß wirkt zur Verhinderung von statischen Ladungen, einer Verringerung des Reibungsfaktors, einer Verleihung von Lichtabschirmeigenschaft und einer Erhöhung der Schichtfestigkeit. Die Wirkung unterscheidet sich zwischen den Arten des Rußes, der verwendet werden soll.
Wegen des Rußes zur Verwendung in der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung, wird beispielsweise auf die Offenbarung Carbon Black Handbook (verlegt von Carbon Black Association) hingewiesen.
Beispiele von nichtmagnetischen, organischen Teilchen, die der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden können, schließen Acrylstyren-Kunstharzpulver, ein Benzo-Guananmin-Kunstharzpulver, ein Melamin-Kunstharzpulver und ein Phthalocyanin-Pigmentpulver ein. Auch verwendbare, organische Pulver sind ein Polyolefin-Kunstharzpulver, ein Polyester-Kunstharzpulver, ein Polya mid-Kunstharzpulver, ein Polyimid-Kunstharzpulver und ein Polyethylenfluorid-Kunstharzpulver. Wegen Verfahren zum Herstellen dieser Pulver kann auf JP-A-62-18564 und JP-A-60-255827 bezug genommen werden.
Die Menge an anorganischen und/oder organischen, nichtmagnetischen Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung ist von 0,01 bis 30 Gewichtsteile, vorzugsweise von 0,1 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen der ferromagnetischen Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht. Des weiteren wird bevorzugt, daß der Anteil der nichtmagnetischen Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht von 20 bis 0,1 an Gewicht und von 10 bis 0,1 an Volumen auf der Grundlage des Bindemittels in der oberen, magnetischen Schicht ist.
Bei den nichtmagnetischen Teilchen ist die Länge des kurzen Durchmessers b des Teilchens, das den längsten Durchmesser a hat, im allgemeinen von 0,005 bis 0,5 μm, vorzugsweise von 0,01 bis 0,4 μm.
Jedoch sind Mittel zum Verbessern der Adhäsion der oberen, magnetischen Schicht an der unteren, nichtmagnetischen Schicht nicht notwendigerweise auf diese Verfahren beschränkt. Die obere, magnetische Schicht kann daran gehindert werden, daß sie sich abtrennt, solange eine Unebenheit an der Übergangsfläche gebildet ist, so daß die Beziehung 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,4 erfüllt ist.
Es kann nämlich nicht nur das naß-auf-naß System, sondern auch das sogenannte naß-auf-trocken System verwendet werden, bei dem die untere, nichtmagnetische Schicht zuerst gebildet und getrocknet wird, worauf die anschließende Bildung der oberen, magnetischen Schicht darauf folgt. Wenn nichtmagnetische Teilchen, die eine große, mittlere Teilchengröße haben, der unteren, nichtmagnetischen Schicht hinzugefügt werden, um die Oberfläche der unteren, nicht magnetischen Schicht aufzurauhen, kann die obere, magnetische Schicht darauf mit dem naß-auf-trocken System gebildet werden.
Die mittlere Gesamtdicke d und die Standardabweichung σ, die oben beschrieben worden sind, werden in der folgenden Weise bestimmt.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium wird in Längsrichtung mit einem Diamantschneider geschnitten und eine Photographie wird bei einer Vergrößerung von x 10.000 bis x 100.000, vorzugsweise von x 20.000 bis x 50.000 unter einem Transmissionselektronenmikroskop fotografiert. Es wird auf den Unterschied der Form zwischen den ferromagnetischen Teilchen und den magnetischen Teilchen geachtet, die in der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten sind, wobei eine Übergangsschicht visuell schwarz abgegrenzt ist und eine Oberfläche der oberen, magnetischen Schicht ähnlich schwarz abgegrenzt ist. Der Abstand zwischen beiden Grenzlinien wird mit dem IBAS 2 Bildverarbeitungsgerät (hergestellt von Zeiss Co.) in Längsrichtung an 4 bis 14 Stellen pro Zentimeter auf der Photographie der Probe gemessen (nämlich in Längsrichtung in Intervallen von 0,01 bis 0,1 μm in tatsächlicher Länge). Die mittlere Dicke d und die Standardabweichung σ können gemäß gewöhnlicher, statistischer Berechnung bestimmt werden.
Die Beziehung 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,4 bedeutet, daß beide Grenzlinien durchgehende Kurven sind, die eine gemäßigte Unebenheit als Ganzes ohne Bruch, ohne plötzliches Ansteigen und plötzliches Fallen, aufweisen.
Insbesondere wird bevorzugt, daß die Unebenheitsbeziehung zwischen beiden Kurven innerhalb eines solchen Bereiches ist, daß das Verhältnis (ΔT/d), worin das Verhältnis eine Differenz (ΔT) zwischen einem maximalen Wert und einem mi nimalen Wert der gemessenen Gesamtdicke der oberen, magnetischen Schicht, zu der mittleren Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht ist, zu 0,001 ≤ ΔT/d ≤ 0,5, vorzugsweise zu 0,01 ≤ ΔT/d ≤ 0,3 spezifiziert werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung wird, da die Unebenheit der Grenzlinien so gesteuert wird, daß sie die Beziehung von 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,4 erfüllen, die physikalische Übergangsschichtadhäsion zwischen der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht stark, und die Unebenheit der Oberfläche der oberen, magnetischen Schicht wird gemäßigt gebildet. Die Laufdauerhaftigkeit kann deshalb sichergestellt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Koerzitivkraft in einer Richtung, in der die Koerzitivkraft am größten ist, in einer Ebene der oberen, magnetischen Schicht parallel zu einer Ebene des nichtmagnetischen Trägers vorzugsweise von 1.000 bis 3.000 Oe (Oersted), bevorzugter von 1.200 bis 2.500 Oe, und eine Sättigungsmagnetisierung pro cm² der oberen, magnetischen Schicht in der Ebenenrichtung ist vorzugsweise von 0,002 bis 0,015 emu, bevorzugt davon 0,003 bis 0,01 emu.
Die Koerzitivkraft in der Richtung, in der die Koerzitivkraft am Größten in der Ebene der oberen, magnetischen Schicht ist, bedeutet den größten Wert, der durch Messen der Koerzitivkraft in der Ebene der magnetischen Schicht erhalten wird, und ist ungefähr gleich der Koerzitivkraft in einer Beschichtungsausrichtungsrichtung in dem Fall von üblichen, flexiblen Medien. Insbesondere wird, wenn die Koerzitivkraft weniger als 1.000 Oe ist, die Aufzeichnungsentmagnetisierung erhöht, was eine Verringerung bei dem Hochfrequenzausgang und eine Abnahme bei dem optimalen Aufzeichnungsstrom bewirkt, was eine Schwierigkeit bei der Austauschbarkeit gibt. Andererseits wird, wenn die Koerzitivkraft 3.000 Oe überschreitet, ein wirksames Aufzeichnen wegen der Beschränkung der Aufzeichnungskopfleistung schwierig, und es wird einem Problem in bezug auf das Überschreibvermögen begegnet.
Wenn die Sättigungsmagnetisierung weniger als 0,002 emu/cm² ist, werden der hohe und der niedrige Frequenzausgang verringert. Andererseits wird, wenn die Sättigungsmagnetisierung größer als 0,015 emu/cm² ist, das Dispersionsvermögen äußerst verschlechtert, was unzureichende Oberflächeneigenschaften ergibt.
Ferner ist eine Koerzitivkraft der oberen, magnetischen Schicht in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des nichtmagnetischen Trägers von 900 bis 5.000 Oe, und eine Sättigungsmagnetisierung pro cm² der oberen, magnetischen Schicht in der senkrechten Richtung ist vorzugsweise von 0,001 bis 0,014 emu, bevorzugt davon 0,002 bis 0,01 emu. Die senkrechte Koerzitivkraft ist ein Wert der Koerzitivkraftkomponente senkrecht zu einer Schichtseite und besteht entweder in einer schiefen Ausrichtung oder einer Längsausrichtung.
Wenn die Koerzitivkraft weniger als 900 Oe ist, kann kein hoher Frequenzausgang erhalten werden. Während dessen kann, wenn die Koerzitivkraft 5.000 Oe überschreitet, kein wirksames Aufzeichnen wegen der Beschränkung der Aufzeichnungskopfleistung erreicht werden.
Wenn die Sättigungsmagnetisierung weniger als 0,001 emu/cm² ist, wird der wiedergegebene Ausgang unvorteilhaft verringert. Ferner werden, wenn die Sättigungsmagnetisierung größer als 0,014 emu/cm² ist, die Oberflächeneigenschaften der magnetischen Schicht verschlechtert, was ungünstig einen unzureichend wiedergegebenen Ausgang und Signal/Rauschverhältnis (das heißt Signal zu Rauschverhältnis) ergibt.
Die ebene oder senkrechte Koerzitivkraft und die Sätti gungsmagnetisierung bedeuten grobe Werte, die mit einem Magnetflußmeßgerät vom Schwingungsprobentyp (VSM, beispielsweise von Toei Kogyo Co. hergestellt) gemessen werden, und werden bei einer Hm von 5 kOe gemessen.
Bei der vorliegenden Erfindung gibt es keine besondere Beschränkung bei konkreten Mitteln zum Herstellen der magnetischen Schicht, die die Eigenschaften aufweist, aber das ferromagnetische Teilchen kann spezifiziert werden.
Insbesondere wird bevorzugt, daß das ferromagnetische Teilchen, das in der oberen, magnetischen Schicht verwendet wird, nadelförmig oder plättchenförmig ist. Wenn das ferromagnetische Teilchen nadelförmig ist, ist das Nadelverhältnis (die Länge in der Längsachsenrichtung/die Länge in Richtung der kurzen Achse) im allgemeinen von 3 bis 20, bevorzugt von 5 bis 12; und die Länge in Richtung der Längsachse ist allgemein 0,3 μm oder weniger, bevorzugt 0,27 μm oder weniger. Die Länge in Richtung der langen Achse ist eine mittlere Länge der langen Achse von 500 Teilchen, die gemäß einer Photographie bestimmt werden, die mit einer Vergrößerung x 60.000 bis x 100.000 unter einem Transmissionselektronenmikroskop aufgenommen worden ist.
Wenn das ferromagnetische Teilchen plättchenförmig ist, wird ein ferromagnetisches Teilchen mit einer hexagonalen, flächigen Form bevorzugt, dessen Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zu einer Plättchenseite ist.
Die nichtmagnetischen Teilchen, die der oberen, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden, können entweder anorganische Teilchen oder organische Teilchen sein.
Beispiele der nichtmagnetischen, anorganischen Teilchen, die der unteren, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden können, sind nichtmagnetische, anorganische Teilchen aus Metall, Metalloxid, Metallkarbonat, Metallsulfat, Metallnitrid, Metallkarbid und Metallsulfid. Insbesondere schließen sie ein TiO₂ (Rutil, Anatas), TiOx, Ceriumoxid, Zinnoxid, Wolframoxid, Chromoxid, Titanoxid, InO, ZrO₂, SiO₂, Cr₂O₃, α-Aluminiumhydroxid mit einer α-Umwandlung von 90% oder mehr, β-Aluminiumhydroxid, γ-Aluminiumhydroxid, α-Eisenoxid, Goethit, Corund, Siliciumnitrid, Titancarbid, Magnesiumoxid, Bornitrid, Molybdändisulfid, Kupferoxid, MgCO₃, CaCO₃, BaCO₃, SrCO₃, CaSO₄, Ba-SO₄, Siliciumcarbid, Titancarbid, künstlichem Diamant und Siliciumdioxid. Diese Teilchen werden einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen verwendet.
Die mittlere Teilchengröße der nichtmagnetischen Teilchen ist bevorzugt von 0,005 bis 2 μm. Jedoch ist ihre Form nicht besonders begrenzt. Unterschiedliche Arten anorganischer Teilchen können in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden, wenn es erwünscht ist. Wenn eine einzige Art eines anorganischen Teilchens verwendet wird, kann die Verteilung der Teilchendurchmesser richtig ausgewählt werden.
Als die anorganischen Teilchen, die oben erwähnt worden sind, werden jene, die die unten erwähnten Eigenschaften haben, bevorzugt. Bevorzugte Teilchen sind jene, die aufweisen eine Klopfdichte (gemessen unter der Bedingung der Klopfanzahl: 150 und Kopf 30 mm, wobei ein Klopfdichte-Meßinstrument verwendet wird, das von Seishin Enterprise Inc. hergestellt wird) von 0,05 bis 2 g/ml, vorzugsweise von 0,2 bis 1,5 g/ml; einen Wasseranteil von 0,1 bis 5%, vorzugsweise von 0,2 bis 3%; einen pH-Wert von 2 bis 11; eine spezifische Oberflächenfläche von 1 bis 100 m²/g, vorzugsweise von 5 bis 50 m²/g, bevorzugter von 7 bis 40 m²/g; eine Kristallitgröße von 0,01 bis 2 μm; eine Ölabsorbtion mit DBP von 5 bis 100 ml/100 g, vorzugsweise von 10 bis 80 ml/100 g, bevorzugter von 20 bis 60 ml/100 g; und ein spezifisches Gewicht von 1 bis 12, vorzugsweise von 2 bis 8.
Ihre Form kann nadelförmig, kugelförmig, kubisch oder plättchenförmig sein.
Die anorganischen Teilchen müssen nicht notwendigerweise 100% rein sein. Beispielsweise können gemäß der erwünschten Zielsetzung die Oberflächen dieser Teilchen mit anderen Verbindungen behandelt werden, wie Verbindungen von Al, Si, Ti, Zr, Sn, Sb und/oder Zn, um Oxide davon auf ihren Oberflächen zu bilden. In diesem Fall kann die Reinheit der Substratteilchen 70 Gew.-% oder mehr sein, ohne die Wirkung von ihnen zu verringern. Beispielsweise wird, wenn Titanoxid als das anorganische Teilchen verwendet wird, die Oberfläche im allgemeinen mit Aluminiumhydroxid behandelt. Es ist erwünscht, daß der Zündverlust der Teilchen 20 oder weniger ist. Die Mohs Härte der anorganischen Teilchen soll 4 oder mehr sein.
Die Schleifmittel, als die auf Beispiele von nichtmagnetischen Teilchen zur Verwendung in der oberen, magnetischen Schicht bezug genommen worden ist, können für die untere, nichtmagnetische Schicht als nichtmagnetische Teilchen verwendet werden.
Besondere Beispiele von nichtmetallischen Teilchen, die der unteren, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden, schließen ein UA5600 und UA5605, hergestellt von Showa Denko K.K.; AKP-20, AKP-30, AKP-50, HIT-50, HIT-55, HIT-100 und ZA-G1, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; G5, G7 und S-1, hergestellt von Nippon Chemical Industrial, Co., Ltd.; TF-100, TF-120, TF-140 und R516 von Toda Kogyo Corp.; TTO-51B, TTO-55A, TTO-55B, TTO-55C, TTO-55S, TTO-55D, FT-1000, FT-2000, FTL-100, FTL-200, M-1, S-1, SN-100, R-820, R-830, R-930, R-550, CR-50, CR-80, R-680 und TY-50, hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha Ltd.; ECT-52, STT-4D, STT-30D, STT-30 und STT-65C, herstellt von Titan Kogyo K.K.; T-1, hergestellt von Mitsubishi Materials Corp.; NS-O, NS-3Y und NS-8Y, hergestellt von Nippon Shokubai Kagaku Co., Ltd.; MT-100S, MT-100T, MT-150W, MT-500B, MT-600B und MT-100E, hergestellt von Teika K.K.; FINEX-25, BF-1, BF-10, BF-20, BF-1L und BF-10P, hergestellt von Sakai Chemical Industry Co. Ltd.; DEFIC-Y und DEFIC-R, hergestellt von Dowa Mining Co., Ltd.; und Y-Lop, hergestellt von Titan Kogyo K.K..
Besonders bevorzugt sind AKP-20, AKP-30, AKP-50, HIT-50, und HIT-100, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; G5, G7 und S-1, hergestellt von Nippon Chemical Industrial, Co., Ltd.; und TF-100 und TF-140 hergestellt von Toda Kogyo Corp.
Beispiele von Ruß, der der unteren, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt wird, schließen Ofenruß für Gummi, thermischen Ruß für Gummi, Ruß zum Färben und Acetylenschwarz ein. Es wird bevorzugt, daß eine spezifische Oberfläche von 5 bis 500 m²/g ist, vorzugsweise von 10 bis 400 m²/g; eine DBP Ölabsorbtion von 20 bis 40 ml/100 g ist, vorzugsweise von 30 bis 200 ml/100 g; eine mittlere Teilchengröße von 5 bis 300 nm ist, vorzugsweise von 10 bis 50 nm, bevorzugter von 10 bis 40 nm; ein pH Wert von 2 bis 10 ist; ein Wasseranteil von 0,1 bis 10 % ist, und eine Klopfdichte von 0,1 bis 1 g/ml ist.
Besondere Beispiele von Ruß schließen ein BLACKPEARLES 2000, 1300, 1000, 900, 800, 880, 700 und VULCAN XC-72, hergestellt von Cabot Co., Ltd.; #80, #60, #55, #50, #35, hergestellt von Ashai Carbon Co., Ltd.; #3050B, #3150B, #3250B, #3750B, #3950B, #2400B, #2300, #1000, #970B, #950, #900, #850B, #650B, #40, #30, #10B und MA-600, hergestellt von Mitsubishi Kasei Corp.; CUNDUCTEX SC hergestellt von Columbia Carbon Company, Ltd.; 8800, 8000, 7000, 5750, 5250, 3500, 2100, 2000, 1800, 1500, 1255, 1250, 150, 50, 40 und 15, hergestellt von RAVEN Co., Ltd.; und Ketjen Black EC, hergestellt von Agzo, Co., Ltd. Der Ruß kann mit einem Dispergierungsmittel oberflächenbehandelt sein, oder er kann mit einem Kunstharz beschichtet sein, um teilweise die Oberfläche davon mit Grafit zu versehen. Wenn es erwünscht ist, kann der Ruß vorhergehend vor seinem Hinzufügen zu der nichtmagnetischen Beschichtungslösung für die untere, magnetische Schicht in einem Bindemittel dispergiert werden.
Der Ruß in der unteren, magnetischen Schicht kann innerhalb des Bereiches verwendet werden, der 50 Gew.-% auf der Grundlage der anorganischen Teilchen darin nicht überschreitet und innerhalb des Bereiches, der 40 Gew.-% auf der Grundlage des Gesamtgewichts der oberen, magnetischen Schicht nicht überschreitet. Der Ruß kann einfach oder in Kombination von zwei oder mehr von ihm verwendet werden.
In bezug auf bestimmte Beispiele des Rußes ist das Carbon Blackhand Book (verlegt von Carbon Black Association) hilfreich.
Beispiele von nichtmagnetischen, organischen Teilchen, die der unteren, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden können, schließen Acrylstyren-Kunstharzteilchen, ein Benzo-Guananmin-Kunstharzteilchen, ein Melamin-Kunstharzteilchen und ein Phthalocyanin-Pigmentteilchen ein. Auch verwendbare, organische Teilchen sind ein Polyolefin-Kunstharzteilchen, ein Polyester-Kunstharzteilchen, ein Polyamid-Kunstharzteilchen, ein Polyimid-Kunstharzteilchen und ein Polyethylenfluorid-Kunstharzteilchen. Wegen Verfahren zum Herstellen dieser Teilchen kann auf JP-A-62-18564 und JP-A-60-255827 bezug genommen werden.
Der Anteil an anorganischen und organischen, nichtmagnetischen Teilchen, die in der unteren, magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist allgemein von 20 bis 0,1 an Gewicht und von 10 bis 0,1 an Volumen auf der Grundlage der Menge an Bindemittel in der unteren, nichtmagnetischen Schicht.
Vorzugsweise wird eine herkömmliche Grundschicht für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bevorzugt ausgeführt. Der Zweck der Grundschicht ist, das Haftvermögen zwischen dem Träger und den darüberliegenden Schichten, einschließlich der magnetischen Schicht, zu verbessern. Die Dicke der Grundschicht ist 0,5 μm oder weniger. Deshalb ist die Grundschicht von der unteren, nichtmagnetischen Schicht des Mediums der vorliegenden Erfindung verschieden. Auch wird bei dem magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer solchen Grundschicht unmittelbar auf dem nichtmagnetischen Träger bevorzugt, um das Haftungsvermögen zwischen der unteren, nichtmagnetischen Schicht und dem nichtmagnetischen Träger zu verstärken.
Als ferromagnetische Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht des Mediums der vorliegenden Erfindung zu verwenden sind, sind bekannte ferromagnetische Teilchen geeignet, wie ein magnetisches Eisenoxid γ-FeOx (x = 1,33 bis 1,5), ein co-modifiziertes γ-FeOx (x = 1,33 bis 1,5), ein ferromagnetisches Legierungsteilchen, das Fe, Ni oder Co (in einer Menge von 75 Gew.-% oder mehr) umfaßt, ein Bariumferritteilchen und ein Strontiumferritteilchen. Von diesen wird insbesondere ein ferromagnetisches Legierungsteilchen bevorzugt. Das ferromagnetische Teilchen zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu den Hauptatomen irgendwelche andere Atome enthalten aus: Al, Si, S, Sc, Ti, V, Cr, Cu, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sri, Sb, Te, Ba, Ta, W, Re, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, P, Co, Mn, Zn, Ni, Sr und/oder B.
Das ferromagnetische Teilchen kann vorher mit einem Dispergiermittel, einem Gleitmittel, einem Oberflächenentspannungsmittel und/oder einem antistatischen Mittel vor der Dispergierung behandelt werden, wie es unten erwähnt ist. Eine solche Vorbehandlung ist beispielsweise beschrieben in JP-B-44-14090, JP-B-45-18372, JP-B-47-22062, JP-B- 47-22513, JP-B-46-28466, JP-B-46-38755, JP-B-47-4286, JP-B-47-12422, JP-B-47-17284, JP-B-47-18509, JP-B-47-18573, JP-B-39-10307, JP-B-48-39639 (Der Ausdruck "JP-B", wie er hier verwendet wird, bedeutet eine "geprüfte, japanische Patentveröffentlichung"), und US-Patenten 3,026,215, 3,031,341, 3,100,194, 3,242,005 und 3,389,014.
Von diesen ferromagnetischen Teilchen kann das ferromagnetische Legierungsteilchen eine geringe Menge an Hydroxid(en) und/oder Oxid(en) enthalten. Die ferromagnetische Legierung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung kann durch bekannte Verfahren hergestellt werden, die beispielsweise sind

a) ein Verfahren zum Reduzieren einer organischen Säuresalzverbindung (im wesentlichen Oxalate) mit einem reduzierenden Gas, wie Wasserstoff,
b) ein Verfahren zum Reduzieren von Eisenoxid mit einem reduzierenden Gas, wie Wasserstoff, um Fe oder Fe-Co Teilchen zu ergeben,
c) ein Verfahren zur thermischen Zerlegung einer Metallkarbonylverbindung,
d) ein Verfahren zum Hinzufügen eines Reduziermittels, wie Natriumborhydrid, ein Hydrophosphit oder ein Hydrazin zu einer wässrigen Lösung eines ferromagnetischen Metalls, um das Metall zu reduzieren, oder
e) ein Verfahren zum Verdampfen eines Metalls in einem Inertgas bei niedrigem Druck, um ein feines Metallteilchen zu erhalten. Das derart erhaltene, ferromagnetische Legierungsteilchen kann einer bekannten graduellen Oxidationsbehandlung ausgesetzt werden, beispielsweise durch
f) ein Verfahren zum Eintauchen des Teilchens in ein organisches Lösungsmittel, dem Trocknen folgt,
g) ein Verfahren zum Eintauchen des Teilchens in ein organisches Lösungsmittel, dem das Anwenden eines Sauerstoff enthaltenden Gases folgt, so daß eine Oxidschicht auf dessen Oberfläche gebildet wird, und Trocknen des beschichteten Teilchens, oder
h) ein Verfahren zum Bilden einer Oxidschicht auf der Oberfläche des Teilchens, indem er Partialdruck eines Sauerstoffgases eingestellt und ein Inertgas auf das Teilchen angewendet werden, ohne ein organisches Lösungsmittel zu verwenden.

Das ferromagnetische Teilchen der oberen, magnetischen Schicht des Mediums der vorliegenden Erfindung hat eine spezifische Oberfläche nach dem BET Verfahren von allgemein 25 bis 80 m²/g, vorzugsweise 35 bis 70 m²/g. Wenn die spezifische Oberfläche weniger als 25 m²/g ist, kann das Rauschen schädlich hervorgehoben werden. Wenn sie im Gegenteil mehr als 80 m²/g ist, wäre die Oberflächeneigenschaft ungünstig schlecht.
Die Kristallitgröße des ferromagnetischen Teilchens der oberen, magnetischen Schicht des Mediums der vorliegenden Erfindung ist allgemein von 100 bis 450 Å, vorzugsweise von 100 bis 250 Å.
Die Sättigungsmagnetisierung σ_s des magnetischen Eisenoxidteilchens ist allgemein 50 emu/g oder mehr, vorzugsweise 70 emu/g oder mehr; und die des ferromagnetischen Metallteilchens zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 100 emu/g oder mehr, bevorzugter von 110 emu/g bis 170 emu/g. Die Koerzitivkraft Hc des ferromagnetischen Metallteilchens ist vorzugsweise von 1.100 Oe bis 2.500 Oe, bevorzugter von 1.400 Oe bis 2.000 Oe. Das Nadelverhältnis des ferromagnetischen Teilchens zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise 18 oder weniger, bevorzugter 12 oder weniger.
Das ferromagnetische Teilchen soll eine r1500 haben, die allgemein 1,5 oder weniger ist, bevorzugter 1,0 oder weniger. Die r1500 gibt die Größe der remanenten Magnetisierung (%) an, ohne umgekehrt zu werden, wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium einer gesättigten Magnetisierung ausgesetzt worden ist und dann ein Magnetfeld von 1.500 Oe umgekehrter Richtung darauf angewendet worden ist.
Der Wasseranteil des ferromagnetischen Teilchens soll innerhalb des Bereiches von 0,01 bis 2% fallen. In Abhängigkeit der Art des Bindemittels, das zusammen mit dem ferromagnetischen Teilchen verwendet werden soll, ist es wünschenswert, daß der Wasseranteil des Teilchens optimiert wird. Die Klopfdichte von γ-Eisenoxid zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung soll vorzugsweise 0,5 g/ml oder mehr sein, bevorzugter 0,8 g/ml oder mehr. Wo ein Legierungsteilchen als das ferromagnetische Teilchen verwendet wird, ist es erwünscht, daß seine Klopfdichte vorzugsweise von 0,2 bis 0,8 g/ml ist. Wenn die Klopfdichte höher als 0,8 g/ml ist, würde die Oxidation des ferromagnetischen Teilchens zu stark während der Verdichtung der Teilchen fortschreiten, so daß eine ausreichend gesättigte Magnetisierung (σ_s) kaum erreicht werden könnte. Wenn die Klopfdichte weniger als 0,3 g/ml ist, wäre die Dispersion des Teilchens häufig unzureichend.
Wo γ-Eisenoxid verwendet wird, ist das Verhältnis des zweiwertigen Eisens, wenn überhaupt, zu dem dreiwertigen Eisen darin vorzugsweise von 0 bis 20%, bevorzugter von 5 bis 10%. Das Verhältnis der Kolbaldatome, wenn überhaupt, zu den Eisenatomen ist vorzugsweise von 0 bis 15%, bevorzugter von 2 bis 8%.
Der pH Wert des ferromagnetischen Teilchens ist wünschenswerter Weise in Abhängigkeit von seiner besonderen Kombination mit dem Bindemittel optimiert. Der Bereich des ph-Werts ist allgemein von 4 bis 12, vorzugsweise von 6 bis 10. Das ferromagnetische Teilchen kann wahlweise mit Agenzien oberflächenbehandelt werden, die Al, Si, P und/oder Oxide davon einschließen. Die Menge an Agenzien für die Oberflächenbehandlung ist von 0,1 bis 10% auf der Grundlage der Menge des ferromagnetischen Teilchens. Die Oberflächenbehandlung des Teilchens wird bevorzugt, da die Adsorbtionsmenge eines Schmiermittels, wie von Fettsäuren, an dem Teilchen sonst 100 mg/m² oder weniger ist. Das ferromagnetische Teilchen enthält häufig lösbare, anorganische Ionen, wie Na, Ca, Fe, Ni und/oder Sr Ionen. Jedoch haben solche Ionen keinen Einfluß auf die Eigenschaften des Teilchens, vorausgesetzt, daß der Anteil an ihnen darin 500 ppm oder weniger ist.
Das ferromagnetische Teilchen zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung sollte weniger porös sein, und es ist erwünscht, daß die Porosität des ferromagnetischen Teilchens vorzugsweise 20 Vol.-% oder weniger ist, bevorzugter 5 Vol.-% oder weniger. Die Form des ferromagnetischen Teilchens ist nicht besonders definiert und kann irgendeine nadelförmige, körnige, elliptische oder flache sein, vorausgesetzt, daß das Teilchen die Eigenschaften der oben erwähnten Teilchengröße erfüllt. Wo ein nadelförmiges, ferromagnetisches Teilchen verwendet wird, ist es erwünscht, daß sein Nadelverhältnis 12 oder weniger ist. Damit das ferromagnetische Teilchen zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung eine SFD (Umschaltfeldverteilung) von 0,6 oder weniger hat, muß die Verteilung von Hc des ferromagnetischen Teilchens schmal sein. Um dieses zu erreichen, sind verschiedene Verfahren anwendbar. Beispielsweise wird die Teilchengrößenverteilung von Goethit schmaler gemacht, das Sintern von γ-Hematit wird verhindert und die Beschichtungsgeschwindigkeit von Kobald zu Eisenoxid für die Ko baldabänderung wird verzögert, verglichen mit herkömmlichen Verfahren.
Bei der vorliegenden Erfindung sind als hexagonale Ferrite flächiger Form auch verschiedene substituierte Ferrite verwendbar, wie Bariumferrit, Strontiumferrit, Bleiferrit und Calciumferrit, sowie als co-substitierte Ferrite und hexagonale co-Ferritteilchen. Insbesondere erwähnt werden Bariumferrit vom Magnetoplumbit-Typ und Strontiumferrit, sowie ein teilweise eine Spinelphase enthaltendes Bariumferrit vom Magnetoplumbit-Typ und Strontiumferrit. Von diesen werden besonders substituierte Ferrite von Bariumferrit und Strontiumferrit bevorzugt.
Verschiedene Elemente wie Co-Ti, Co-Ti-Zr, Co-Ti-Zn, Ni-Ti-Zn oder Ir-Zn können den vorhergehenden, hexagonalen Ferriten hinzugefügt werden, um deren Koerzitifkraft zu steuern.
Ein hexagonaler Ferrit umfaßt allgemein 6-Winkelflächenteilchen, und die Teilchengröße bedeutet die Weite der Hauptebene von jedem der 6-winkelflächigen Teilchen und wird mit einem Elektronenmikroskop gemessen. Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Teilchen werden bevorzugt als solche definiert, die eine Teilchengröße von 0,01 bis 0,2 μm haben, besonders bevorzugt von 0,03 bis 0,1 μm. Die mittlere Dicke (flächige Dicke) der feinen Teilchen ist vorzugsweise von ungefähr 0,001 bis 0,2 μm, besonders bevorzugt von 0,003 bis 0,05 μm. Das Seitenverhältnis (Teilchengröße/flächige Dicke) ist allgemein von 1 bis 10, bevorzugt von 3 bis 7. Das kleine, hexagonale Ferritteilchen hat eine spezifische Oberfläche nach dem BET Verfahren (S_BET) von bevorzugt 25 bis 70 m²/g. Bei der vorliegenden Erfindung wird die spezifische Fläche bei einem Partialdruck von 0,30 nach dem BET Einpunkt-Verfahren (Byck, H. T., Fidiam, J. F., A. Spell, Paper, Nr. 49, Div. of Colloid Chem. Am. Chem. Soc. Meeting, Chicago, Ill., 12. September (1946)), wobei ein Quantarsorb (hergestellt von US Quantar chrome Co., Ltd.) nach einer Dehydratisierung bei 250°C während 30 Minuten in einer Stickstoffatmosphäre gemessen.
Das mit der vorliegenden Erfindung für die obere, magnetische Schicht und die untere, nichtmagnetische Schicht zu verwendende Bindemittel kann unabhängig aus irgendeinem bekannten thermoplastischen Kunstharz, einem wärmehärtenden Kunstharz und einem reaktivem Kunstharz oder einer Mischung von ihnen ausgewählt werden.
Das thermoplastische Kunstharz zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung ist eines, das eine Glasübergangstemperatur von allgemein –100 bis 150°C hat, ein mittleres Molekulargewicht von allgemein 1.000 bis 200.000, vorzugsweise von 10.000 bis 100.000 und einen Polymerisationsgrad von ungefähr 50 bis 1.000. Beispiele davon schließen Polymere oder Copolymere ein, die konstitutive Einheiten haben aus Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylalkoholen, Maleinsäure, Acrylsäure, Acrylaten, Vinylidenfluorid, Acrylonitril, Metacrylsäure, Metacrylaten, Styren, Butadien, Ethylen, Vinylbutyralen, Vinylazetalen und/oder Vinylethern, sowie Polymoretankunstharze und verschiedene Gummiharze. Beispiele wärmehärtender Kunstharze und reaktiver Kunstharze zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung schließen ein Phenol-Kunstharze, Epoxy-Kunstharze, Polyurethan-Kunstharze vom härtenden Typ, Harnstoff-Kunstharze, Melamin-Kunstharze, Alkyd-Kunstharze, reaktive Acryl-Kunstharze, Formaldehyd-Kunstharze, Silicon-Kunstharze, Epoxypolyamid-Kunstharze, Mischungen von Polyester-Kunstharzen und Isocyanatprepolymeren, Mischungen von Polyester Polyolen und Polyisocyanaten und Mischungen von Polyurethanen und Polyisocyanaten.
Diese Kunstharze sind im einzelnen in Plastic Handbook (verlegt von Asakura Shoten Co., Ltd.) beschrieben. Bekannte, mit Elektronenstrahlen härtende Arten von Kunststoffen können in der unteren, nichtmagnetischen Schicht oder der oberen, magnetischen Schicht des Mediums der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein. Beispiele hiervon, die ein Verfahren zum Herstellen einschließen, sind im einzelnen in JP-A-62-256219 beschrieben. Die Kunststoffe können einzeln oder in Kombination von ihnen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Von diesen sind bevorzugt eine Kombination aus Polyurethan-Kunststoffen und mindestens einem, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Vinylchlorid-Kunststoffen, Vinylchlorid-Vinylazetat-Kunststoffen, Vinylchlorid-Vinylazetat-Vinylalkohol-Kunststoffen und Vinylchlorid-Vinylazetat und Maleinanhydrid-Copolymeren besteht; und eine Kombination solcher Kunststoffe und Polyisocyanate.
Beispiele der Polyurethan-Kunststoffe zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung schließen ein bekannte Polyester-Polyurethane, Polyether-Polyurethane, Polyether-Polyester-Polyurethane, Polycarbonat-Polyurethane, Polyester-Polycarbonat-Polyurethane und Polycabholactron-Polyurethane. Um ein sogar weiter verbessertes Dispersionsvermögen und Dauerhaftigkeit zu erreichen, wird bevorzugt, wahlweise in die hier beispielhaft angegebenen Binder mindestens eine polare Gruppe einzuführen, die ausgewählt ist aus -COOM, -SO₃M, -OSO₃M, -P=O(OM')₂, -O-P=O(OM')₂ (worin M ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall oder eine Ammoniumgruppe darstellt; M' ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall, eine Ammoniumgruppe oder eine Alkylgruppe), -OH, -NR₂, -N+R₃ (worin R₂ und R₃ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe darstellt), eine Epoxygruppe, -SH und -CN durch eine Copolimerisations- oder Additionsreaktion. Die Menge solcher polarer Gruppen in dem Bindemittel ist, wenn überhaupt, ist allgemein von 1 × 10^–1 bis 1 × 10^–8 eq/g, vorzugsweise von 1 × 10^–2 bis 1 × 10^–6 eq/g.
Besondere Beispiele von Bindemitteln zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung schließen ein VAGH, VYHH, VMCH, VAGF, VAGD, VROH, VYES, VYNC, VMCC, XYHL, XYSG, PKHH, PKHJ, PKHC und PKFE, hergestellt von Union Carbide Co., Ltd.; MPR-TA, MPR-TA5, MPR-TAL, MPR-TSN, MPR-TMF, MPR-TS, MPR-TM und MPR-TAO, hergestellt von Nisshin Chemical Industry Co., Ltd.; 1000W, DX80, DX81, DX82, DX83 und 100FD, hergestellt von Denki Kawaku Kogyo K.K.; MR105, MR110, MR100 und 400X110A, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.; NIPPOLLAN N2301, N2302 und N2304, hergestellt von Nippon Polyurethane Co., Ltd.; PANDEX T-5105, T-R3080 und T-5201, VERNOCK D-400 und D-210-80 und CRISVON 6109 und 7209, hergestellt von Dainippon Ink. & Chemicals, Inc.; BYLON UR8200, UR8300, UR8600, UR5500, UR4300, RV530 und RV280, hergestellt von Toyobo Co., Ltd.; DAIPHERANINE 4020, 5020, 5100, 5300, 9020, 9022 und 7020, hergestellt von Dainichiseika Colour & Chemicals Mfg. Co., Ltd.; MX5004, hergestellt von Mitsubishi Kasei Corp.; SUNPRENE SP-150, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.; und SALAN F310 und F210, hergestellt von Asahi Chemical Industry Co., Ltd.
Der Anteil des Bindemittels in der oberen, magnetischen Schicht des Mediums der vorliegenden Erfindung ist im allgemeinen von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 30 Gew.-% auf der Grundlage der ferromagnetischen Teilchen darin. Wo Vinylchlorid-Kunststoffe verwendet werden, ist der Anteil von 5 bis 30 Gew.-%, wo Polyurethan-Kunststoffe verwendet werden, ist er von 2 bis 20 Gew.-%; und wo Polyisocyanate verwendet werden, ist er von 2 bis 20 Gew.-%. Eine Kombination davon wird vorzugsweise verwendet.
Wo Polyurethan-Kunststoffe bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, haben sie bevorzugt eine Glasübergangstemperatur von –50 bis 100°C, eine Bruchstellendehnung von 100 bis 2.000%, eine Bruchstellenspannung von 0,05 bis 10 kg/cm² und einen Zugspannungspunkt von 0,05 bis 10 kg/cm².
Das magnetische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung umfaßt grundsätzlich zwei Schichten aus der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht. Jedoch können die untere, nichtmagnetische Schicht und/oder die obere, magnetische Schicht eine Mehrschichtstruktur aufweisen, und die Zusammensetzung von jeder der Mehrfachschichten kann ausgewählt werden, wie es erwünscht ist, solange sie die obengenannten Bedingungen erfüllt.
Es ist natürlich möglich, die Menge an ferromagnetischen Teilchen, nichtmagnetischen Teilchen und Bindemittel zu ändern, die Mengen an Vinylchlorid-Kunststoffen, Polyurethan-Kunststoffen, Polyisocyanaten und anderen Kunststoffen in dem Bindemittel, das Molekulargewicht von jedem Kunststoff, der die magnetische Schicht bildet, die Menge der polaren Gruppen, wenn vorhanden, in dem Bindemittel, und die physikalischen Eigenschaften der Kunststoffe nach Maßgabe der Bedürfnisse und Umstände wie zwischen der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht.
Beispiele von Polyisocyanaten zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung schließen ein Isocyanate, wie Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmetan-Diisocyanat Hexamethylen-Diisocyanat, Xylylen-Diisocyanat, Naphthylen-l,5-Diisocyanat, o-Toluidin-Isocyanat, Isophoron-Diisocyanat und Triphenylmethan-Triisocyanat; Produkte dieser Isocyanate und Polyalkohole; und Polyisocyanate, die durch Kondensation dieser Isocyanate gebildet werden. Als Handelsprodukte dieser Isocyanate gibt es CORONATE L, CORONATE HL, CORONATE 2030, CORONATE 2031, MILLIONATE MR und MILLIONATE MTL, hergestellt von Nippon Polyurethan Co., Ltd.; TAKENATE D-102, TAKENATE D-110N, TAKENATE D-200 und TAKENATE D-202, hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.; und DESMODURE L, DESMODURE IL, DESMODURE N und DESMODURE HL, hergestellt von Sumitomo Bayer Co., Ltd.. Diese Polyisocyanate können in der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren von ihnen auf der Grundlage des relativen Unterschiedes bei der Härtungsreaktivität zwischen ihnen vorgesehen werden.
Der Ruß zur Verwendung in der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht, die das Medium der vorliegenden Erfindung bilden, kann richtig auf irgendeine Weise, Menge und Kombination in Abhängigkeit von der Zielsetzung ausgewählt werden, dem die erwünschten Eigenschaften zugrunde liegen, wie Korngröße, Ölabsorbtion, elektrische Leitfähigkeit und Ph.
Die Schleifmittel zur Verwendung in der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht, die das Medium der vorliegenden Erfindung bilden, können auf irgendeine Weise, Menge und in Kombination in Abhängigkeit von der erwünschten Zielsetzung ausgewählt werden.
Dem Medium der vorliegenden Erfindung können verschiedene Additive hinzugefügt werden, wie jene, die eine Schmierwirkung, eine antistatische Wirkung, eine Dispersionswirkung oder Plastifizierungswirkung haben.
Beispiele der mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Additive schließen ein Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Grafit, Bornitrid und Grafitfluorid.
Beispiele organischer Schmiermittel, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, schließen ein Silikonöle, polare Gruppen enthaltende Silikone; durch Fettsäure modifizierte Silikone; Fluorid enthaltende Silikone; Fluorid enthaltende Alkohole, Fluorid enthaltende Ester; Polyolefine, Polyglykole, Alkylphosphate und Alkalimetallsalze davon; Alkylsulfate und Alkalimetallsalze davon; Polyphenylether; Fluorid enthaltende Alkylsulfate und Alkalimetallsalze davon; einbasische Fettsäuren mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen (wahlweise ungesättigt oder verzweigt) und Metallsalze davon (mit Li, Na, K, Cu); einhydrische, zweihydrische, dreihydrische, vierhydrische, fünfhydrische oder sechshydrische Alkohole, die 12 bis 22 Kohlenstoffatome haben (wahlweise ungesättigt oder verzweigt); Alkoxy-Alko hole mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen; Fettsäuremonoester, Fettsäurediester oder Fettsäuretriester, die jeweils einbasische Fettsäuren mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen (wahlweise ungesättigt oder verzweigt) umfassen und irgendeinen von monohydrischem, dihydrischem, dreihydrische, vierhydrischem, fünfhydrischem oder sechshydrischem Alkohol mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen (wahlweise gesättigt oder verzweigt); Fettsäureester von Monoalkylestern von Alkylenoxidpolymeren; Fettsäureamide mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen; und alipathische Amine mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen.
Besondere Beispiele davon schließen ein Laurinsäure, Myristsäure, Palmsäure, Stearinsäure, Behensäure, Butylstearat, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaidsäure, Oktylstearat, Amylstearat, Isooktylstearat, Oktylmyristhat, Butoxyethylstearat, Anhydrosorbitan-Monostearat, Anhydrosorbitan-Distearat, Anhydrosorbitan-Tristearat, Oleylalkohol und Laurylalkohol.
Ferner umfassen Beispiele von Oberflächenentspannungsmitteln nichtionische Oberflächenentspannungsmittel, wie Alkylenoxide, Glycerine, Glycidole und Alkylphenol-Ethylenoxid-Additive; kationische Oberflächenentspannungsmittel, wie cyklische Amine, Esteramide, quaterne Ammoniumsalze, Hydantoinderivate, heterocyklische Verbindungen, Phosphoniume oder Sulphoniume, anionische Oberflächenentspannungsmittel, die Säuregruppen enthalten, wie die Carboxylsäuregruppe, die Sulfonsäuregruppe, die Phosphorsäuregruppe, die Sulfatgruppe oder Phosphatgruppe; und amphoterische Oberflächenentspannungsmittel, wie Aminosäuren, Aminosulfonsäuren, Schwefelsäure- oder Phosphorsäureester von Aminoalkoholen, und Alkylbetaine. Diese Oberflächenentspannungsmittel??? sind im einzelnen in Surfactant Handbook (verlegt von Sangyo Tosho Co., Ltd.) beschrieben.
Die Additive solcher Schmiermittel und Oberflächenentspannungsmittel zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung sind nicht notwendigerweise 100% rein. Wie es der Fall sein mag, können sie Verunreinigungen zusätzlich zu dem Hauptbestandteil enthalten, wie Isomere, nicht reagierte Materialien, Nebenprodukte, zersetzte Produkte und Oxide. Der Anteil der Verunreinigungen bei dem Agenz sollte vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger bevorzugter 10 Gew.-% oder weniger sein.
Die Additive solcher Schmiermittel und Oberflächenentspannungsmittel zur Verwendung in der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht, die das Medium der vorliegenden Erfindung bilden, können richtig in irgendeiner Weise, Menge und Kombination ausgewählt werden, die von der erwünschten Zielsetzung abhängen. Beispielsweise können diese Additive in den notwendigen Schichten auf eine solche Weise vorgesehen sein, daß unterschiedliche Fettsäuren, von denen jede einen verschiedenen Schmelzpunkt aufweist, unterschiedlich in der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht vorgesehen werden, so daß ein Auslaufen der beschichteten Schichten verhindert wird; diese unterschiedlichen Ester, von denen jeder einen unterschiedlichen Siedepunkt hat oder eine unterschiedliche Polarität aufweist, sind darin auch so vorgesehen, daß ein Auslaufen der beschichteten Schichten verhindert wird; daß die Menge an Oberflächenentspannungsmittel, die in der Beschichtungslösung sein soll, gesteuert wird, die Beschichtungsstabilität zu erhöhen; und daß die Menge an Schmiermittel größer in der unteren, nichtmagnetischen Schicht als in der oberen, magnetischen Schicht gemacht wird, um die Schmiermittelwirkung zu erhöhen. Es ist nicht notwendig, zu sagen, daß die dargestellten Ausführungsformen hier nicht als einschränkend betrachtet werden sollen.
Alle oder ein Teil der Zusätze zur Verwendung in den Schichten, die das Medium der vorliegenden Erfindung bilden, können der Beschichtungslösung bei irgendeinem Her stellungsschritt der Lösungen hinzugefügt werden. Beispielsweise können sie mit ferromagnetischen Teilchen vor dem Kneten vermischt werden; sie können einer Mischung aus ferromagnetischen Teilchen, einem Bindemittel und einem Lösungsmittel während des Schrittes hinzugefügt werden, bei dem sie geknetet werden; sie können während der Dispergierung oder nach der Dispergierung hinzugefügt werden; oder sie können unmittelbar vor dem Beschichten hinzugefügt werden.
Beispiele von Handelsprodukten des Schmiermittels zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung schließen ein NAA-102, NAA-415, NAA-312, NAA-160, NAA-180, NAA-174, NAA-175, NAA-222, NAA-34, NAA-35, NAA-171, NAA-122, NAA-142, NAA-160, NAA-173K mit Rizuinusöl gehärtete Fettsäuren, NAA-42, NAA-44, CATION SA, CATION MA, CATION AB, CATION BB, NYMEEN L-201, NYMEEN L-202, NYMEEN L-202, NYMEEN S-202, NONION E-208, NONION P-208, NONION S-207, NONION K-204, NONION NS-202, NONION NS-210, NONION HS-206, NONION L-2, NONION S-2, NONION S-4, NONION O-2, NONION LP-20R, NONION PP-40R, NONION SP-60R, NONION OP-80R, NONION OP-85R, NONION LT-221, NONION ST-221, NONION OT-221, MONOGURI MB, NONION DS-60, ANON BF, ANON LG, Butylstearat, Butyllaurat und Erucidsäure, hergestellt von Nippon Oils & Fats Co., Ltd.; Ölsäure, hergestellt von Kanto Chemical Co., Ltd.; FAL-205 und FAL-123, hergestellt von Takomoto Yushi Co., Ltd.; Enujerubu LO, Enujerubu IPM und Sansosyzer E4030, hergestellt von Shin-Nippon Rika Co., Ltd.; TA-3, KF-96, KF-96L, KF-96H, KF-410, KF-420, KF-965, KF-54, KF-50, KF-56, KF-907, KF-851, X-22-819, X-22-822, KF-905, KF-700, KF-393, KF-857, KF-860, KF-865, X-22-980, KF-101, KF-102, KF-103, X-22-3710, X-22-3715, KF-910 und KF-3935, hergestellt von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; ARMIDE P, ARMIDE C und ARMOSLIP CP, hergestellt von Lion Ahmer Co., Ltd.; DUOMIN TWO, hergestellt von Lion Fat & Oil Co., Ltd.; BA-41G, hergestellt von Nisshin Oil Mills Co., Ltd.; und PROFAN 2012E, NEWPOLE PE61, IONET MS-400, IONET MO-200, IONET DL-200, IONET DS- 300, IONET DS-1000 und IONET DO-200, hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd.
Die Beschichtungslösungen für die Beschichtung des Mediums der vorliegenden Erfindung können organische Lösungsmittel mit irgendeinem erwünschten Anteil enthalten. Beispiele von organischen Lösungsmitteln schließen ein Ketone, wie Aceton, Metylethylketon, Metylisobutylketon, Diisobutylketon, Cyclohexanon, Isophoron oder Tetrahydrofuran; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Isobutylalkohol, Isopropylalkohol oder Methylcyclohexanol; Ester, wie Methylacetat, Butylacetat, Isobutylacetat, Isopropylacetat, Ethyllactat oder Glycolacetat; Glycolester, wie Glycoldimethylether, Glycolmonoethylether oder Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Cresol oder Chlorbenzol; Chlorinierte Wasserkohlenstoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Kohlenstofftetrachlorid, Chlorophorm, Ethylenchlorhydrin oder Dichlorbenzol; N,N-Dimethylformamid und Hexan. Diese organischen Lösungsmittel sind nicht notwendigerweise 100% rein und können zusätzlich zu dem Hauptanteil Verunreinigungen enthalten, wie Isomere, nicht reagierte Materialien, Nebenprodukte, zersetzte Produkte, Oxide und Wasser. Der Anteil der Verunreinigungen darin soll 30 Gew.-% oder weniger sein, bevorzugter 10 Gew.-% oder weniger. Die organischen Lösungsmittel zur Verwendung in der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht, die das Medium der vorliegenden Erfindung bilden, können richtig in irgendeiner Art, Menge und Kombination in Abhängigkeit von der gewünschten Zielsetzung ausgewählt werden. Als Beispiele der Schichten, bei denen die organischen Lösungsmittel bei den Schichten vorgesehen sind, die erwähnt worden sind, sind derart, daß ein flüchtigeres Lösungsmittel in der unteren, magnetischen Schicht verwendet wird, um die Oberflächeneigenschaft zu erhöhen; ein Lösungsmittel, das eine größere Oberflächenspannung (beispielsweise Cyclohexanol, Dioxan) aufweist, wird in der unteren, magnetischen Schicht verwen det, damit die Beschichtungsstabilität erhöht wird; und ein Lösungsmittel, das einen größeren Lösungsparameter aufweist, wird in der magnetischen Schicht verwendet, um die Fülldichte zu erhöhen. Es ist jedoch nicht notwendig zu sagen, daß die dargestellten Beispiele hier nicht einschränkend sind.
In bezug auf die Dickenbildung des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung ist die mittlere Dicke des nichtmagnetischen Trägers im allgemeinen von 1 bis 100 μm, vorzugsweise von 6 bis 20 μm, bevorzugter davon 0,5 bis 10 μm; die mittlere Gesamtdicke der unteren, nichtmagnetischen Schicht ist allgemein von 0,5 bis 10 μm, vorzugsweise von 1 bis 5 μm; und die mittlere Gesamtdicke der oberen, magnetischen Schicht ist im allgemeinen größer als 0,01 μm bis weniger als 0,3 μm, vorzugsweise von 0,02 μm bis 0,25 μm, bevorzugter von 0,03 μm bis 0,23 μm. Die Gesamtdicke der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht ist zusammen 1/100-mal bis 2-mal so groß wie die Dicke des nichtmagnetischen Trägers. Eine Grundierungsschicht kann zwischen dem nichtmagnetischen Träger und der unteren, nichtmagnetischen Schicht vorgesehen werden, damit das Anhaften dazwischen erhöht wird. Die mittlere Dicke der Grundierungsschicht ist allgemein von 0,01 bis 2 μm, vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 μm. Eine rückwärtige Beschichtungsschicht kann auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Trägers vorgesehen werden, die zu der nichtmagnetischen Schicht entgegengesetzt ist. Die mittlere Dicke der rückwärtigen Beschichtungsschicht ist allgemein von 0,1 bis 2 μm, vorzugsweise von 0,3 bis 1,0 μm. Eine solche Grundierungsschicht und eine rückwärtige Beschichtungsschicht können von herkömmlicher Art sein.
Wenn die untere, nichtmagnetische Schicht eine Mehrschichtstruktur aufweist, bedeutet die mittlere Dicke der unteren, nichtmagnetischen Schicht die Gesamtdicke von jeder Schicht.
Wenn die obere, magnetische Schicht eine Mehrschichtstruktur hat, bedeutet die mittlere Dicke d der oberen, magnetischen Schicht eine Gesamtdicke von jeder Schicht.
Als nichtmagnetischer Träger des Mediums der vorliegenden Erfindung sind irgendwelche bekannten Folien oder Filme aus Polyester, wie Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat sowie Polyolefine, Cellulosetriacetat, Polycarbonate, Polyamide, Polyimide, Polyamidoimide, Polysulphone, Aramide oder aromatische Polyamide. Diese Träger können im voraus einer Koronaentladungsbehandlung, einer Plasmabehandlung, einer leichten Athelsionsbehandlung, einer Wärmebehandlung, einer Staub entfernenden Behandlung, usw. unterzogen werden. Um die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist der nichtmagnetische Träger einer, bei dem die Mittellinie der mittleren Oberflächenrauhigkeit allgemein 0,03 μm oder weniger ist, vorzugsweise 0,02 μm oder weniger, bevorzugter 0,01 μm oder weniger. Zusätzlich ist es erwünscht, daß der nichtmagnetische Träger nicht nur eine so kleine Mittellinie der mittleren Oberflächenrauhigkeit hat, sondern auch keine großen Vorsprünge von mehr als 1 μm oder mehr hat. Das Rauhigkeitsprofil der Oberfläche des Trägers kann frei gemäß der Größe und der Menge an Füllmaterial gesteuert werden, das dem Träger hinzugefügt wird, wenn es erwünscht ist. Beispiele des Füllmaterials schließen Oxide und Carbonate von Ca, Si und Ti, sowie organische, feine Teilchen aus Acrylstoffen ein.
Der F-5 (das heißt, die Last bei der Längendehnung von 5%) Wert des nichtmagnetischen Trägers in der Bandlaufrichtung ist vorzugsweise von 5 bis 50 kg/mm², und der in Weitenrichtung des Bandes ist vorzugsweise von 3 bis 30 kg/mm².
Im allgemeinen ist der F-5 Wert in der Bandlaufrichtung (Längsrichtung) größer als der in der Weitenrichtung des Bandes. Jedoch soll, wenn es erwünscht ist, daß die Festigkeit des Bandes in der Bandweitenrichtung hoch sein soll, diese Vorschrift nicht angewendet werden.
Die Wärmeschrumpfung (Prozentsatz) des nichtmagnetischen Trägers in der Bandlaufrichtung und der Bandweitenrichtung bei 100°C während 30 Minuten ist vorzugsweise 3% oder weniger, bevorzugter 1,5% oder weniger; und die gleiche bei 80°C während 30 Minuten ist vorzugsweise 1% oder weniger, bevorzugter 0,5% oder weniger. Die Festigkeit des Trägers am Reißpunkt ist vorzugsweise von 5 bis 100 kg/mm² in beiden Richtungen; und der Elastizitätsmodul desselben ist vorzugsweise von 100 bis 2.000 kg/mm² in beiden Richtungen.
Das Herstellungsverfahren der magnetischen und nichtmagnetischen Beschichtunglösung für das magnetische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung umfaßt mindestens einen Knetschritt, einen Dispersionsschritt und wahlweise einen Mischschritt, der vor oder nach den vorhergehenden Schritten vorgesehen ist. Jeder der jeweiligen Schritte kann aus zwei oder mehreren Stufen gebildet sein. Beim Herstellen der Zusammensetzung können alle Rohmaterialien der ferromagnetischen Teilchen, der nichtmagnetischen Teilchen, des Bindemittels, des Rußes, des Schleifmittels, des antistatischen Mittels, des Schmiermittels und des Lösungsmittels anfangs zu Beginn des Verfahrens oder später im Laufe des Verfahrens dem Reaktor hinzugefügt werden. Die einzelnen Rohmaterialien können in mehrere Unterteilungen unterteilt werden, die in zwei oder mehr Verfahrensschritten hinzugefügt werden. Beispielsweise wird Polyurethan in mehrere Unterteilungsmengen unterteilt und beim Knetschritt, dem Dispersionsschritt und dem Mischschritt zum Einstellen der Viskosität nach der Dispersion hinzugefügt.
Um die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung zu erreichen, kann irgendeine bekannte, herkömmliche Technologie natürlich als ein Teil des Verfahrens zum Herstellen des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann beim Knetschritt eine Knetmaschine, die eine große Knetleistung aufweist, wie eine fortlaufende Knetmaschine oder eine Druckknetmaschine, verwendet werden, um das magnetische Aufzeichnungsmedium mit großem Br der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Wo eine solche kontinuierliche Knetmaschine oder eine Druckknetmaschine verwendet wird, werden die ferromagnetischen Teilchen mit dem ganzen oder einem Teil (vorzugsweise 30 Gew.-% oder mehr) eines Bindemittels verknetet. Beispielsweise werden 100 Gewichtsteile von ferromagnetischen Teilchen mit 15 bis 500 Gewichtsteilen eines Bindemittels vermischt. Die Einzelheiten der Knettechnologie sind in JP-A-1-106338 und JP-A-1-79274 beschrieben.
Als Beispiele der Vorrichtung und des Verfahrens zur Erzeugung des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung, das aus mehreren Schichten gebildet ist, mit denen ein Träger beschichtet ist, wird auf die folgenden Bezug genommen:

1. Ein Träger wird zuerst mit einer unteren, nichtmagnetischen Schicht durch eine Gravur-Beschichtungs-, eine Walzen-Beschichtungs-, eine Klingen-Beschichtungs- oder Extusions-Beschichtungs-Vorrichtung beschichtet, die allgemein zum Beschichten einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, und während die beschichtete, untere Schicht noch naß ist, wird darauf eine obere, magnetische Schicht mit einer auf den Träger drückenden Strangpreßbeschichtungsvorrichtung beschichtet, wie es in JP-B-1-46186 und JP-A-60-238179 und JP-A-2-265672 dargestellt ist.
2. Eine untere, nichtmagnetische Schicht und eine obere, magnetische Schicht werden nahezu gleichzeitig auf einen Träger mit einem Beschichtungskopf aufgeschichtet, der zwei eine Beschichtungslösung hindurchlassende Schlitze aufweist, wie es in JP-A-63-88080, JP-A-2-17921 und JP-A-2-265672 dargestellt ist.
3. Eine untere, nichtmagnetische Schicht und eine obere, magnetische Schicht werden nahezu gleichzeitig auf einen Träger mit einer Strangpreßbeschichtungsvorrichtung, die mit einer Gegendruckwalze ausgerüstet ist, aufgeschichtet, wie es in JP-A-2-174965 dargestellt ist.

Es wird bevorzugt, daß eine Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht, die die nichtmagnetischen Teilchen in Bindemittel dispergiert umfaßt, auf den nichtmagnetischen Träger aufgeschichtet wird, und dann, während die Beschichtungslösung noch in einem nassen Zustand ist, eine Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht, die in dem Bindemittel dispergierte, ferromagnetische Teilchen umfaßt, auf die untere, nichtmagnetische Schicht aufgeschichtet wird.
Um das Verringern der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums aufgrund einer Zusammenklumpung von aufgeschichteten, ferromagnetischen Teilchen zu verhindern, ist es erwünscht, eine Scherkraft auf die Beschichtungslösung innerhalb des Beschichtungskopfes mit dem Verfahren aufzubringen, das in JP-A-62-95174 und JP-A-1-236968 beschrieben ist. Es ist erwünscht, daß die Viskosität der Beschichtungslösung den numerischen Bereich erfüllt, wie er in JP-A-3-8471 geoffenbart ist.
Um das Medium der vorliegenden Erfindung zu erhalten, ist eine starke Ausrichtung notwendig. Zu diesem Zweck werden ein Solenoid von 1.000 G (Gauss) oder mehr und ein Kobaldmagnet von 2.000 G oder mehr in Kombination verwendet. Damit die Ausrichtung des getrockneten Mediums am höchsten werden kann, ist es bevorzugt, daß das Medium im voraus vor der Ausrichtung geeignet getrocknet wird. Wo das Medium der vorliegenden Erfindung eine Scheibe ist, ist es notwendig, eine Zufallausrichtung herzustellen.
Als Kalander-Walzen, die beim Herstellen des Mediums der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen, sind wärmebeständige Kunststoffwalzen verwendbar, die hergestellt sind aus Epoxy-, Polyimid-, Polyamid- oder Polyimidoamid-Kunststoffen. Das Kalandern kann auch zwischen zwei Metallwalzen ausgeführt werden. Die Kalanderungstemperatur ist vorzugsweise 70°C oder höher, bevorzugter 80°C oder höher. Der lineare Druck zum Kalandern ist vorzugsweise 200 kg/cm oder mehr, bevorzugt werden 300 kg/cm oder mehr.
Der Reibungskoeffizient gegen SUS420J der oberen, magnetischen Schicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums und der der entgegengesetzten Oberfläche desselben sind vorzugsweise 0,5 oder weniger, bevorzugter 0,3 oder weniger. Der Oberflächeneigenwiderstand der oberen, magnetischen Schicht ist vorzugsweise von 1 × 10⁴ bis 1 × 10¹¹ Ω/Quadrat. In dem Fall, daß nur die untere, nichtmagnetische Schicht beschichtet ist, ist der Oberflächeneigenwiderstand der nichtmagnetischen Schicht vorzugsweise von 1 × 10⁴ bis 1 × 10⁸ Ω/Quadrat. Der Oberflächeneigenwiderstand der hinteren Beschichtungsschicht ist vorzugsweise von 1 × 10³ bis 1 × 10⁹ Ω/Quadrat.
Der Elastizitätsmodul der oberen, magnetischen Schicht ist bei einer Dehnung von 0,5% vorzugsweise von 100 bis 2.000 kg/mm², sowohl in der Bandlaufrichtung als auch in der Bandweitenrichtung; die Festigkeit der Schicht am Reißpunkt ist vorzugsweise von 1 bis 30 kg/cm²; der Elastizitätsmodul des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise von 100 bis 1.500 kg/mm² sowohl in der Bandlaufrichtung als auch in der Bandweitenrichtung; die Restdehnung desselben ist vorzugsweise 0,5% oder weniger; die Wärmeschrumpfung (Prozentsatz) desselben ist bei jeder Temperatur von 100°C oder niedriger vorzugsweise 1 oder weniger, bevorzugter 0,5% oder weniger, besonders bevorzugt 0,1% oder weniger.
Der Anteil des Lösungsmittels, das in der oberen, magnetischen Schicht des Mediums der vorliegenden Erfindung zurückbleibt, ist vorzugsweise 100 mg/m² oder weniger, bevorzugter 10 mg/m² oder weniger; und die Menge des zurückbleibenden Lösungsmittels in der oberen, magnetischen Schicht soll kleiner als die in der unteren, nichtmagnetischen Schicht sein.
Der Prozentanteil an Hohlräumen der oberen, magnetischen Schicht und der der unteren, nichtmagnetischen Schicht ist jeweils bevorzugt 30 Vol.-% oder weniger, bevorzugter 20 Vol.-% oder weniger. Der Prozentanteil an Hohlräumen der Schicht ist vorzugsweise niedrig, um einen hohen Ausgang zu erhalten. Wie der Fall auch sein kann, kann der Prozentanteil der Hohlräume der unteren, nichtmagnetischen Schicht häufig größer als der der oberen, magnetischen Schicht in Abhängigkeit von der gesuchten Zielsetzung sein. Beispielsweise ist in dem Fall eines magnetischen Aufzeichnungsmediums zum Aufzeichnen von Daten, deren wiederholte Verwendung als groß angesehen wird, der Prozentanteil der Hohlräume vorzugsweise groß, um eine ausgezeichnete Haltbarkeit zu schaffen, wenn es der Sonne ausgesetzt wird.
In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung, wie sie in einem Magnetfeld von 5 kOe gemessen worden sind, ist das Quadratverhältnis in der Bandlaufrichtung im allgemeinen 0,70 oder mehr, vorzugsweise 0,80 oder mehr, bevorzugter 0,90 oder mehr. Das Quadratverhältnis in den zwei Richtungen senkrecht zu der Bandlaufrichtung soll 80% oder weniger von der in der Bandlaufrichtung sein. Die SFD der oberen, magnetischen Schicht soll 0,6 oder weniger sein.
Die Mittellinie der mittleren Oberflächenrauhigkeit (Ra) der oberen, magnetischen Schicht soll von 2 nm bis 20 nm sein, und der Wert wird in geeigneter Weise nach Maßgabe der gesuchten Zielsetzung festgelegt. Um die elektromagne tischen Eigenschaften zu verbessern, soll Ra kleiner sein. Jedoch ist es zum Verbessern der Laufhaltbarkeit erwünscht, daß Ra größer ist. Die quadratische, mittlere Oberflächenrauhigkeit (RRMS) der oberen, magnetischen Schicht, wie sie durch Bestimmung mit STM erhalten wird, soll in den Bereich von 3 bis 16 nm fallen.
Wie es oben erwähnt worden ist, umfaßt das magnetische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung mindestens eine untere, nichtmagnetische Schicht und mindestens eine obere, magnetische Schicht. Es ist leicht zu erkennen, die physikalischen Eigenschaften davon für die untere, nichtmagnetische Schicht und die obere magnetische Schicht gemäß der erwünschten Zielsetzung zu ändern. Beispielsweise verbessert ein erhöhter Elastizitätsmodul der oberen, magnetischen Schicht die Laufhaltbarkeit und gleichzeitig verbessert ein Elastizitätsmodul der unteren, nichtmagnetischen Schicht, der kleiner als der der oberen, magnetischen Schicht ist, die Berührung des magnetischen Aufzeichnungsmediums mit einem Kopf.
Die Eigenschaften der magnetischen Aufzeichnungsmedien der vorliegenden Erfindung werden zusammengefaßt, wie folgt:
(1) Es wird ein hoher Ausgang erhalten
Es ist möglich, einen um 0 bis +3 dB (Aufzeichnungswellenlänge λ: 0,5 μm) größeren Ausgang als den von Co-Ni-Bändern für Hi8 mit gewöhnlicher schräger Dampfabscheidung zu erhalten. Dies entspricht einem Ausgang, der ungefähr +6 bis +9 dB größer als der von herkömmlichen, gewöhnlichen 8-mm-Beschichtungstypbändern (MP) ist. Somit wird Aufzeichnen mit hoher Dichte möglich, das niemals durchgeführt worden war.
Beim digitalen Aufzeichnen wird das Auftreten von Fehlern verringert, wodurch das Zulassen von Fehlern merklich erhöht wird.
(2) Sie haben eine Auflösung, die derjenigen von Bändern vom Typ mit Dampfabscheidung beim digitalen Aufzeichnen äquivalent ist
Die Halbwertsbreite W₅₀ der einzelnen Impulswellenform ist ungefähr 0,5 μm (das heißt, weniger als 0,6 μm). Da W₅₀ von herkömmlichen, gewöhnlichen Beschichtungstypbändern ungefähr 0,7 μm ist, ist die Auflösung um 1,4-mal verbessert, was bei der Auflösung derjenigen von Bändern vom Typ mit Dampfabscheidung äquivalent ist.
(3) Ausgezeichnete Wellenformsymmetrie γ beim digitalen Aufzeichnen
Die Phasendehnung der Einzelimpulswellenform ist klein verglichen mit dem von Bändern vom Typ mit schräger Dampfabscheidung, und die Wiedergabewellenform zeigt nahezu eine perfekte Symmetrie. Die Wellenformsymmetrie γ ist ungefähr 20% besser als die bei Bändern vom Typ mit schräger Dampfabscheidung (vom Einschichttyp). Demgemäß wird keine Ausgleichsschaltung für die Phasendehnung der Einzelimpulswellenform notwendig, und ein wirksames, großes Signal/Rauschverhältnis C/N wird erhalten. Die Wellenformspitzenverschiebung ist klein und es wird ein großer Abstand zu digitalen Fehlern erhalten.
(4) Ausgezeichnete Wiederaufzeichnungseigenschaft beim digitalen Aufzeichnen
Die Dicke der oberen, magnetischen Metallschichten wird auf ein Zehntel oder weniger (das heißt, weniger als 0,3 μm) von der der herkömmlichen, magnetischen Schichten verringert, und die Überschreibeigenschaft wird weit auf +6 dB oder mehr verglichen mit den herkömmlichen, üblichen MP Bändern verbessert. Es wird möglich, ein Kodiersystem zu verwenden, bei dem das Frequenzband zu weit ist, um herkömmliche NP Medien zu überschreiben.
(5) Ausgezeichnete Langzeitlagerbeständigkeit, weil die Medien vom Beschichtungstyp hoch polymere Bindemittel verwenden
Die Stabilität ist groß und die langzeitige Lagerdauer ist ausgezeichnet verglichen mit Bändern vom Typ mit Dampfabscheidung, weil die Bänder vom Beschichtungstyp, die hochpolymere Bindemittel verwenden, VHS Bändern und 8 mm MP Bändern ähnlich sind, die bisher erfolgreich verwendet worden sind. Zusätze, wie Bindemittel und verschiedene Schmiermittel können auch verwendet werden, ähnlich wie bei herkömmlichen Bändern vom Beschichtungstyp, so daß die Laufstabilität und die Laufbeständigkeit auch ausgezeichnet sind.
(6) Leichte Massenproduktion da Medien vom Beschichtungstyp
Die magnetischen Aufzeichnungsmedium können mit den gegenwärtigen, gleichzeitigen Mehrschichtbeschichtungsvorrichtungen hergestellt werden, ohne besondere Unterdruckverdampfer zu verwenden, die bei der Erzeugung von Bändern vom Typ mit Dampfabscheidung verlangt werden. Wie in dem Fall der VHS Bänder und der 8 mm Bänder ist eine Massenproduktion möglich, wodurch sich eine ausgezeichnete Versorgungsstabilität ergibt.
Die magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung haben solche Eigenschaften, die nützlich sind für digitale VTR Bänder für die Heimverwendung und für die nächste Generation digitaler VTR Bänder für Sendungen auf dem Videogebiet, und ferner für Bandaufzeichnungsmedien hoher Kapazität für Computer, nämlich Sicherheitsbänder und Hochkapazitätsbänder zur Datenspeicherung, die eine Kapazität des 1,5-fachen von dem der herkömmlichen Bänder haben. Ferner sind die magnetischen Aufzeichnungsmedien der vorliegenden Erfindung für Plattenaufzeichnungsmedien hoher Kapazität zweckmäßig, nämlich für Hochkapazitätsdisketten, die eine Kapazität von 20 Megabyte oder mehr haben, und für austauschbare Plattenspeichermedien.
Auf dem Audiogebiet sind die magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung für ultrakleine, digitale Audiobänder und Ähnliches zweckmäßig. Insbesondere sind, da die vorliegende Erfindung ausgezeichnet bei der Halbwertsbreite W₅₀ und der Symmetrie von γ der Einzelimpulswellenform sind, die magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung deshalb zweckmäßig für magnetische Aufzeichnungsmedium für die digitale Signalaufzeichnung eines Audiobands, von Videobändern, eines Computerbandes und einer Diskette.
Die vorliegende Erfindung wird weiter in den folgenden Beispielen beschrieben, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht betrachtet werden sollte, als daß sie darauf beschränkt ist.
BEISPIEL 1
Beschichtungslösungen für die obere, magnetische Schicht und die untere, nichtmagnetische Schicht wurden gemäß der folgenden Formulierung hergestellt. Beispiel 1-1 Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht

Beschichtungslösung für obere, magnetische Schicht
Für jede der zwei Beschichtungslösungen wurden die jeweiligen Bestandteile mittels einer fortlaufenden Knetvorrichtung geknetet und dann mittels einer Sandmühle dispergiert. Zu den derart erhaltenen Dispersionen wurde ein Polyisocyanat mit einer Menge von 1 Teil für die Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht, 3 Teilen für die Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht und Butylacetat mit einer Menge von 40 Teilen für jede Beschichtungslösung hinzugefügt. Die Materialien wurden jeweils durch ein Filter mit einer mittleren Porengröße von 1 μm gefiltert, um die Beschichtungslösungen für die untere, nichtmagnetische Schicht und die obere, magnetische Schicht herzustellen.
Die Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht wurde mit einer mittleren, trockenen Dicke von 2 μm auf einen Polyethylenterephthalat-Träger geschichtet, der eine Dicke von 7 μm aufweist und eine mittlere Mittellinienoberflächenrauhigkeit von 0,01 μm aufweist. Unmittelbar nach dem Beschichten wurde die Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht mit einer vorbestimmten mittleren, trockenen Dicke auf die untere, nichtmagnetische Schicht aufgeschichtet, um die obere, magnetische Schicht zu bilden, wobei ein gleichzeitiges Mehrschichtbeschichtungsverfahren verwendet wurde. Während die zwei Schichten naß waren, wurde das Material unter einem Kobaltmagneten, der eine Magnetstärke von 3.000 G hat, und einem Solenoid ausgerichtet, das eine Magnetstärke von 1.500 G hat. Nachdem das Material getrocknet war, wurde es dann durch einen 7-stufigen Kalander, der nur aus Metallwalzen hergestellt ist, bei einer Temperatur von 90°C behandelt. Das Material wurde dann zu 8 mm weiten Streifen geschnitten, um ein 8-mm Videoband des Beispiels 1-1 herzustellen.
Die mittlere Teilchengröße der nichtmagnetischen Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht des sich ergebenden Videobandes enthalten sind, war 0,18 μm.
Ähnlich wurden unter Änderung der Faktoren, die in Tabelle 1 beschrieben sind, die in der Tabelle 1 beschriebenen Proben hergestellt.
Beispiele 1-2 und 1-3
Die Dicke der oberen, magnetischen Schicht wurde geändert.
Vergleichsbeispiel 1-1
Die obere, magnetische Schicht allein wurde gebildet, ohne die untere, nichtmagnetische Schicht vorzusehen.
Vergleichsbeispiel 1-2
Das sequentielle Mehrschichtbeschichtungsverfahren wurde verwendet, bei dem die Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht aufgebracht und getrocknet wurde, woraufhin die obere, magnetische Schicht darauf gebildet wurde.
Vergleichsbeispiele 1-4 und 1-6
Die Dicke der oberen, magnetischen Schichten wurde geän dert.
Vergleichsbeispiel 1-5
Ein handelsübliches Hi-8ME Band wurde verwendet, das von SONY Corporation hergestellt war.
Die obigen Proben wurden gemäß den folgenden Verfahren untersucht. Die Ergebnisse hiervon sind in Tabelle 1 und in den 1 bis 3 gezeigt.
Bewertungsverfahren
(1) Ausgang der Einzelimpulswellenform, der Halbwertsbreite W₅₀ der Einzelimpulswellenform und der Symmetrie γ der Einzelimpulswellenform
Eine Einzelimpulswellenform wurde gemessen, wobei ein Trommelprüfgerät vom Typ mit äußerer Berührung verwendet wurde. Die relative Bandgeschwindigkeit des Magnetkopfes war 3,8 m/sec, und der Kopf, der verwendet wurde, war ein beschichteter Sendust-Kopf, der eine Spaltlänge von 0,2 μm und eine Spurweite von 20 μm hat. Eine Rechteckwelle von 100 kHz wurde mit diesem Prüfgerät aufgezeichnet und wiedergegeben und ihre Wellenform wurde beurteilt. Der Ausgangsspitzenwert hiervon, die Halbwertsbreite W₅₀ und die Symmetrie γ der Einzelimpulswellenform sind jeweils in den 1 bis 3 gezeigt. Die Halbwertsbreite W₅₀ der Einzelimpulswellenform des Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung war 0,6 μm oder weniger. Die Symmetrie γ davon bei dem Aufzeichnungsstrom von 20 mA oder mehr war 10% oder weniger.
(2) Überschreibungsfähigkeit
Zuerst wurde eine Sinuswelle von 1,9 MHz auf den obengenannten Proben mit Ausnahme des Vergleichsbeispiels 1-5 nach dem Löschen und auf anderen Proben (in Tabelle 1 nicht beschrieben) aufgezeichnet, wobei das obengenannte Trommelprüfgerät verwendet wurde, und ihr Ausgang wurde unter Verwendung eines Spektralanalysators gemessen. Dann wurde, nachdem ein Sinuswellensignal von 7,6 MHz darauf abgezeichnet worden ist, der Ausgang von 1,9 MHz erneut unter Verwendung eines Spektralanalysators gemessen. Die Differenz dazwischen wurde bestimmt und aufgetragen, wie es in 4 gezeigt ist. Je größer die Differenz ist, desto besser ist die Überschreibungsfähigkeit. In einem digitalen Aufzeich nungssystem, in dem eine Aufzeichnungswellenlänge von 1 μm oder weniger ist, wird bevorzugt, daß der Ausgangswert –23,5 dB oder weniger ist.
(3) Laufbeständigkeit
Eine Probe wurde 100 Durchgänge durch P6-120 auf zehn 8-mm Videodecks (FUJIX8, hergestellt von Futji Photo Film Co., Ltd.) in einer Atmosphäre von 23°C und 70% relativer Feuchtigkeit laufen gelassen. Während des Laufs wurden Abfälle beim Ausgang gemessen. Wenn eine Kopfverstopfung, die sich über 10 Sekunden oder länger fortsetzte, während 100 Laufdurchgänge erzeugt worden ist, wurde dies als "gefunden" bewertet. Wenn keine Kopfverstopfung oder eine Kopfverstopfung, die weniger als 10 Sekunden dauerte, erzeugt wurde, wurde es als "keine" bewertet.
(4) Meßverfahren für d und σ
Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium wurde in Längsrichtung auf eine Dicke von 0,1 μm mit einem Diamantschneider geschnitten. Der sich ergebende Abschnitt wurde beobachtet und Photos wurden bei einer Vergrößerung von x10.000 bis x100.000, vorzugsweise x20.000 bis x50.000, unter einem Transmissions-Elektronenmikroskop aufgenommen. Die Abzugsgröße der Photographie war A4 bis A5. Dann wurde dem Unterschied in der Form zwischen ferromagnetischen Teilchen und nichtmagnetischen Teilchen Aufmerksamkeit zugewandt, die in der oberen, magnetischen Schicht und der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthalten sind, und eine Übergangsschicht wurde visuell mit schwarz begrenzt und eine Oberfläche der oberen, magnetischen Schicht wurde einfach mit schwarz begrenzt. Danach wurde die Länge der Grenzlinien mit einer IBAS 2 Bildverarbeitungseinrichtung gemessen, die von Zeiss, Co. hergestellt wird. Wenn die Länge der Probenphotographie 21 cm war, wurde sie 85- bis 300-mal gemessen. Eine mittlere Dicke der Messungen wurde als d genommen, und eine Standardabweichung der Dicke der Messungen wurde als σ genommen. D und σ wurden durch die folgenden Gleichungen berechnet:

worin d₁ jede Messung darstellt und n die Anzahl der Messungen darstellt (das heißt, 85 bis 300).
Wie es aus der Tabelle 1 und den 1 bis 3 offensichtlich ist, haben die magnetischen Aufzeichnungsmedien der vorliegenden Erfindung eine magnetische Schichtdicke d, die den Bereich von mehr als 0,01 μm bis weniger als 0,3 μm erfüllt, und ein σ/d, das die Beziehung von 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,4 erfüllt, die Laufstabilität sicherstellt, und gegenüber Bändern vom Typ mit Dampfabscheidung und den anderen Vergleichsbändern bei allen elektromagnetischen Merkmalen des Ausgangs, der Halbwertsbreite W₅₀, der Einzelimpulswellenform, der Symmetrie γ der Einzelimpulswellenform und der Überschreibfähigkeit besser oder äquivalent sind. Ferner zeigen diese Ergebnisse, daß die magnetischen Aufzeichnungsmedien der vorliegenden Erfindung offensichtlich in der Symmetrie γ besser als die Bänder vom Typ mit Dampfabscheidung sind.
BEISPIEL 2
Beschichtungslösungen für die obere, magnetische Schicht und die untere, nichtmagnetische Schicht wurden gemäß der folgenden Formulierung hergestellt. Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht
Diese Komponenten wurden während ungefähr 1 Stunde durch eine Knetvorrichtung geknetet. Die folgenden Komponenten wurden zu den Materialien hinzugefügt. Die Mischung wurde dann einer Dispergierung durch eine Knetvorrichtung während ungefähr 2 Stunden unterzogen.
Zu diesem Material wurden dann der folgende Ruß und die groben Schleifteilchen hinzugefügt. Die Mischung wurde dann einer Dispergierung durch eine Sandmühle von 2.000 UpM während ungefähr 2 Stunden unterzogen.
Der derart erhaltenen Dispersion wurden dann die folgenden Komponenten hinzugefügt. Die Mischung wurde dann einer Dispergierung durch eine Sandmühle unterzogen, um eine Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht herzustellen.
Die Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht wurde mit einer mittleren, trockenen Dicke von 2 μm auf einen Polyethylenteraptalat-Träger aufgeschichtet, der eine Dicke von 75 μm hat. Unmittelbar nach dem Beschichten, wurde die Beschichtungslösung für die obere, magnetische Schicht mit einer vorbestimmten, mittleren, trockenen Dicke auf die untere, nichtmagnetische Schicht geschichtet, um die obere, magnetische Schicht zu bilden, wobei ein gleichzeitiges Mehrschichtbeschichtungsverfahren verwendet wurde. Die dem Träger gegenüberliegende Seite, die mit der unteren, nichtmagnetischen und der oberen, magnetischen Schicht beschichtet wurde, wurde in der gleichen Weise behandelt. Das magnetische Aufzeichnungsmedium wurde von der beschichteten Probe durch Kalandarbehandlung erhalten.
Das derart erhaltene, magnetische Aufzeichnungsmedium wurde zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von 3,5 Zoll ausgestanzt. Die Scheibe wurde in einem 3,5-Zoll Gehäuse untergebracht, das mit einer inneren Auskleidung versehen war, und die erforderlichen, mechanischen Elemente wurden daran angebracht, um einen 3,5-Zoll Diskette des Beispiels 2-1 zu erhalten. Die mittlere Teilchengröße der nichtmagnetischen Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht der Diskette enthalten waren, war 0,22 μm.
Indem ähnlich die Faktoren, die in der Tabelle 2 beschrieben sind, geändert wurden, wurden die Proben der Beispiele 2-2 und 2-3 und die Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-4 hergestellt.
Beispiel 2-2 und Vergleichsbeispiel 2-5
Die Dicke der oberen, magnetischen Schicht wurde geändert.
Vergleichsbeispiel 2-1
Die obere, magnetische Schicht allein wurde gebildet, ohne die untere, nichtmagnetische Schicht vorzusehen.
Vergleichsbeispiel 2-2
Das sequentielle Mehrschichtbeschichtungsverfahren wurde verwendet, bei dem die Beschichtungslösung für die untere, nichtmagnetische Schicht aufgebracht und getrocknet wurde, woraufhin die obere, magnetische Schicht darauf gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel 2-3 und 2-4
Die Dicke der oberen, magnetischen Schichten und der längste Durchmesser a der nichtmagnetischen Teilchen (Schleifmittel mit grobem Korn) wurden geändert.
Die sich ergebenden Proben wurden gemäß den obengenannten Verfahren mit der Ausnahme bestimmt, daß die Laufbeständigkeit mit dem folgenden Verfahren bestimmt wurde:
Laufbeständigkeit
Jede der Disketten wurde in ein Diskettenlaufwerk (PD211, hergestellt von Toshiba Co., Ltd.) geladen und betrieben und ausgesetzt, einen Wärmezyklustest von 24 Stunden auszuführen, indem der folgende Wärmezyklusfluß, der in Tabelle 2 gezeigt ist, ein Zyklus war, wobei der Kopf auf Spur 12 positioniert war. Die Laufbeständigkeit wurde durch einen Laufzustand zu dem Zeitpunkt bestimmt, nachdem 20.000-mal unter diesen Wäremzyklusbedingungen gelaufen worden ist.
Die Ergebnisse hiervon sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 2 Wärmezyklusfluß
Es ist aus der Tabelle 3 offensichtlich, daß die Disketten der vorliegenden Erfindung eine mittlere Dicke d der magnetischen Schicht aufweisen, die den Bereich von mehr als 0,01 μm bis weniger als 0,3 μm erfüllt, und ein σ/d aufweisen, das die Beziehung 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,5 erfüllt, besser als die Vergleichsbänder sind, die die obengenannten Bedingungen bei der Laufbeständigkeit nicht erfüllen.
Somit umfaßt das magnetische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung mindestens zwei Schichten, die mindestens eine untere, nichtmagnetische Schicht, die nichtmagnetische Teilchen und eine Bindemittel auf einem nichtmagnetischen Träger enthält, und mindestens eine obere, magnetische Schicht, die ferromagnetische Teilchen und ein Bindemittel auf der unteren, nichtmagnetischen Schicht enthält, wobei die mittlere Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht mehr als 0,01 μm bis weniger als 0,3 μm ist, und die Standardabweichung σ der Gesamtdicke der oberen, magnetischen Schicht und die mittlere Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht die Beziehung 0,05 ≤ σ/d ≤ 0,5 erfüllen. Vorzugsweise erfüllen der längste Durchmesser a der nichtmagnetischen Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht enthalten sind, und die mittlere Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht die Beziehung 0,1 ≤ a/d ≤ 5. Als ein Ergebnis können die Unebenheit der Übergangsschicht zwischen der unteren, nichtmagnetischen Schicht und der oberen, magnetischen Schicht, und die Oberflächenrauhigkeit der oberen, magnetischen Schicht geeignet gesteuert werden, so daß die Laufbeständigkeit sichergestellt werden kann, und die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften, wie der Ausgang, die Halbwertsbreite W₅₀, die Symmetrie γ und das Überschreibungsvermögen, verbessert werden können.
Während die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, ist es für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offen sichtlich, daß verschiedene Änderungen und Abänderungen von ihr gemacht werden können, ohne von ihrem Bereich abzuweichen.

Claims

Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend eine obere magnetische Schicht auf einer unteren nichtmagnetischen Schicht, wobei die magnetische Schicht mindestens ferromagnetische Teilchen und ein Bindemittel enthält und die nichtmagnetische Schicht mindestens nichtmagnetische Teilchen und ein Bindemittel enthält, und die nichtmagnetische Schicht auf einem nichtmagnetischen Träger gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Gesamtdicke d der oberen magnetischen Schicht mehr als 0,01 μm bis weniger als 0,3 μm beträgt, und eine Standardabweichung σ der Gesamtdicke der oberen magnetischen Schicht und die mittlere Gesamtdicke d der oberen magnetischen Schicht die folgende Beziehung erfüllen:
mit der Ausnahme eines Aufzeichnungsmediums mit einer Gesamtdicke d von 0,28 μm und einer Standardabweichung σ von 0,06 μm, worin die untere nichtmagnetische Schicht gebildet ist aus der folgenden Beschichtungszusammensetzung:
und die obere magnetische Schicht gebildet wird aus der folgenden Beschichtungszusammensetzung:
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin das magnetische Aufzeichnungsmedium von einem Audioband, einem Videoband, einem Computerband oder einer Diskette zur digitalen Signalaufzeichnung ausgewählt ist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin die obere, magnetische Schicht nichtmagnetische Teilchen enthält, die eine mittlere Teilchengröße von 0,005 bis 2 μm haben.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin der längste Durchmesser a der nichtmagnetischen Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht enthalten sind, und die mittlere Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht, die folgende Beziehung erfüllen:
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin die Koerzitivkraft der oberen, magnetischen Schicht, die in einer Richtung parallel zu der Ebene des nichtmagnetischen Trägers gemessen ist, wobei die Messung in Richtung ausgeführt wird, in der die Koerzitivkraft in dieser Ebene am höchsten ist, von 1.000 bis 3.000 Oe ist, und die Sättigungsmagnetisierung pro cm² der oberen, magnetischen Schicht in der Ebenenrichtung von 0,002 bis 0,015 emu ist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin die Koerzitivkraft der oberen, magnetischen Schicht in einer Richtung senkrecht zu einer Ebene des nichtmagnetischen Trägers von 900 bis 5.000 Oe ist, und die Sättigungsmagnetisierung pro cm² der oberen, magnetischen Schicht in der senkrechten Richtung von 0,001 bis 0,014 emu ist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 5, worin die in der oberen, magnetischen Schicht verwendeten, ferromagnetischen Teilchen nadelkristallförmige, ferromagnetische Teilchen sind, die ein Nadelkristallformverhältnis von 3 zu 20 und eine Länge bei der Längsache von 0,3 μm oder weniger haben.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 6, worin die ferromagnetischen Teilchen, die in der oberen, magnetischen Schicht verwendet werden sechseckige, flächenförmige, ferromagnetische Teilchen sind, deren Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zu einer Ebenenseite ist.
Ein Verfahren zum Erzeugen des magnetischen Aufzeichnungsmediums wie in Anspruch 1, worin die untere, nichtmagnetische Schicht durch Beschichten des nichtmagnetischen Trägers mit einer ersten Beschichtungslösung, die in dem Bindemittel dispergierte nichtmagnetische Teilchen umfaßt, vor dem Bilden der oberen, magnetischen Schicht gebildet wird, diese untere, nichtmagnetische Schicht mit einer zweiten Beschichtungslösung beschichtet wird, die die ferromagnetischen Teilchen umfaßt, die in dem Bindemittel dispergiert sind, während die erste Beschichtungslösung noch in einem nassen Zustand ist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin eine Halbwertsbreite W₅₀ einer Einzelimpulswellenform des magnetischen Aufzeichnungsmediums 0,6 μm oder weniger ist und die Symmetrie γ davon bei dem Aufzeichnungsstrom von 20 mA oder mehr 10% oder weniger ist, wenn unter Verwendung eines Trommelprüfgeräts vom Typ mit äußerer Berührung gemessen wird, das mit einem geschichteten Sendust-Kopf ausgerüstet ist, der eine Spaltlänge von 0,2 μm und eine Spurweite von 20 μm bei einer relativen Bandgeschwindigkeit an dem Magnetkopf von 3,8 m/sec hat.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin die mittlere Gesamtdicke d der oberen, magnetischen Schicht von 0,02 bis 0,25 μm ist und σ/d von 0,1 bis 0,4 ist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, das ferner ein Verhältnis ΔT/d von 0,001 ≤ ΔT/d ≤ 0,5 umfaßt, worin ΔT einen Unterschied zwischen einem maximalen Wert und einem minimalen Wert der Gesamtdicke der oberen, magnetischen Schicht darstellt.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin die obere, magnetische Schicht ein Schleifmittel aus nichtmagnetischen Teilchen enthält.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium; wie in Anspruch 1, worin die Menge der nichtmagnetischen Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht von 0,01 bis 30 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile ferromagnetischer Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht ist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin der Anteil der nichtmagnetischen Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht von 20 bis 0,1 nach Gewicht und von 10 bis 0,1 nach Volumen auf der Grundlage des Bindemittels in der oberen, magnetischen Schicht ist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin die untere, nichtmagnetische Schicht oder die obere, magnetische Schicht eine Mehrschichtstruktur aufweist.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium, wie in Anspruch 1, worin die obere, magnetische Schicht Ruß mit einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-% auf der Grundlage der Menge der ferromagnetischen Teilchen in der oberen, magnetischen Schicht enthält.