NL8003926A

NL8003926A - Magnetisch registratie medium.

Info

Publication number: NL8003926A
Application number: NL8003926A
Authority: NL
Original assignee: Tdk Electronics Co Ltd
Priority date: 1979-07-11
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1981-01-13
Also published as: DE3025663A1; GB2054411A; JPS5613526A

Description

80326 vA/MG —

Korte aanduiding :"Magnetisch registratie medium"

De uitvinding heeft betrekking op een magnetisch registratiemedium, en meer in het bijzonder op een magnetisch registratiemedium dat ge'schikt is voor registratie met hoge dichtheid.

De ferromagnetische poeders die tot nu toe gebruikt werden 5 bij het vervaardigen van magnetische registratie media waren de poeders van maghemiet ( S'-FegO^ ) , maghemiet al of niet bedekt met of voorzien van een toevoeging van cobalt, magnetiet (Fe^O^), met cobalt bedekte of van een cobalttoevoeging voorzien magnetiet, belthollide-verbindiagen van magnetiet, 'chroomdioxide, enz.

10 De magnetische eigenschappen daarvan, zoals de coërcitiekracht (Hc) en de maximale residuale magnetische flux-dichtheid (Br), zijn niet voldoende hoog om het gebruik van deze poeders toe te laten voor de vervaardiging van magnetische registratiemedia voor toekomstige toepassingen welke een hogere gevoeligheid zullen 15 vereisen voor registratie met een hoge dichtheid. De verkregen media zijn niet zo geschikt voor de magnetische registratie van signalen met korte reg-istratiegolflengten van minder dan omstreeks een millimicron of voor de registratie over beperkte spoorbreedten (smaller dan omstreeks 20yam). De steeds exacter en scherper 20 wordende eisen aan magnetische registratiemedia zijn een stimulans geweest voor inspanningen tot de ontwikkeling van ferromagnetische poeders die de eigenschappen zullen bezitten welke wenselijk zijn voor registratie met hoge dichtheid. Een van de veelbelovende materiaalgroepen is die van de ferromagnetische metaalpoeders.

25 Ferromagnetische metaalpoeders kunnen op een groot aantal verschillende wijzen worden vervaardigd. Yoor de kwantiteits- 8003926 é ./ - 2 - produktie op industriële basis zijn er twee typische werkwijzen: (1) De reductie van een naaldvormig oxyhydroxyde, met of zonder metaalgehalte, of van een naaldvormig ijzer-oxyde dat uit een dergelijk oxyhydroxide is verkegen.

5 (2) De reductie van een oplossing die een ferromagnetisch metaalzout bevat door de toevoeging van een reducerend middel.

De met deze werkwijzen bereidde, ferromagnetische metaal-poeders zullen karakteristieke vormen aannemen die afhankelijk zijn van de soort uitgangsmateriaal en van de gebruikte werkwijze.

10 De droge reductie (1) die het reduceren omvat van een naaldvormig oxyhydroxyde of van ijzeroxyde in een reducerende gasstroom van warme waterstof of dergelijke, geeft deeltjes die naaldvormig zijn, welke eveneens de vorm overnemen van het moederzout. De deeltjes-afmeting is zodanig, dat de deeltjes met een bij-as in het gebied 15 van 200-1000 & en een verhouding van de hoofd- tot de bij-as van vanaf 5 tot 20 geschikt zijn voor gebruik bij de vervaardiging van hef magnetische registratiemedium. Wat betreft de magnetische eigenschappen, het poeder dat een coërcitiekracht (Hc) heeft in het gebied van 1000-1000 0e en· een verzadigingsmagnetisatie (Cfs) 2o in het gebied van 100-180 emu/g lijkt met gemak te worden verkregen. Anderzijds hebben de met de natte reductie, zoals met (2), bereidde, magnetische metaalpoeders de neiging tot het bevatten van de zogenaamde kettingdeeltjes, doordat de bol- of korrelvormige deeltjes groeien als schakels of verbonden zijn 25 in de vorm van een halsketting. De magnetische eigenschappen van de meestal op deze wijze verkregen poeders zijn zodanig, dat zij een Hc hebben in het gebied van 1000-2000 0e en ds in het gebied van 100-180 emu/g. De wenselijke deeltjesafmeting voor het gebruik in.magnetische registratiemedia is een diameter van jq 150-800 % en een lengte van 500-10000

Wanneer de naald- en kettingvormige deeltjes afzonderlijk worden toegepast in een mengsel tezamen met een bindmiddel op een niet-magnetische basis voor het vormen van een magnetisch registratiemedium zullen de verkegen banden verschillende eigenschappen 55 vertonen, wat betreft de verpakkingsdichtheid, de residuale magnetische fluxdichtheid, de bandoppervlaktekwaliteit, en de slijtage van de kop. De twee hebben voor- en nadelen zoals in het ^ 8003926 - 3 - % onderstaande is uiteengezet.

(A) Wanneer uitsluitend naai vormige deeltjes worden gebruikt voor het vormen van het magnetische registratiemedium;

Voordeel 5 1) De verpakkingsdichtheid per volume-eenheid is hoog, de residuale magnetische fluxdichtheid (Br) variëert vanaf 5000 tot 4000 0, en een uitgang met lange golflengten (10-20 yum of hoger) wordt gemakkelijk verkregen.

Nadelen 10 1) Als gevolg van de slechte oppervlaktekwaliteit van de gemagnetiseerde zijde heeft de band als eindprodukt een hoog ruisniveau, een lage S/N verhouding, en een beperkte korte golf-lengte-opbrengst.

2) 3rj:‘veroorzaakt veel slijtage van de kop.

15 (B) Wanneer er uitsluitend kettingvormige deeltjes worden gebruikt voor de vorming van het magnetische registratiemedium.

Voordelen 1) Vanwege de uitstekende oppervlaktekwaliteit van de gemagnetiseerde zijde heeft de band als eindprodukt een laag 20 ruisniveau, een goede S/N verhouding, en een hoge korte-golflengte (1-2 yam) opbrengst.

2) Slijtage van de kop is minder.

Nadeel 1) De verpakkingsdichtheid per volume-eenheid is laag, de 25 Br variëert vanaf 1500 tot 2500 G, en het is moeilijk om een opbrengst te bereiken van de lange-golflengten (10-20yam).

Wanneer de naald- en kettingvormige ferromagnetische poeders afzonderlijk dienen t'e worden gebruikt bij de vervaardiging van magnetische registratiemedia tasten de bovengenoemde nadelen de jq perfectie aan van de praktisch nuttige prödukten. In dit verband is het duidelijk uit een vergelijking van de naald- en kettingvormige deeltjes, dat hun voor- en nadelen aan elkaar op de wijze van een spiegelbeeld tegengesteld zijn. Door hieraan aandacht te schenken zijn de onderhavige uitvinders gekomen op de gedachte jtj van het op inventieve wijze combineren van de twee poeders, zodat van hun sterke punten volledig voordeel kan worden getrokken, terwijl de zwakke punten van de ene kunnen worden gecompenseerd 8003321 / - 4 - door de voordelen van de andere en omgekeerd, waardoor de ongunstige effecten van hun nadelen minimaal worden gemaakt. Hierdoor kan een magnetisch registratiemedium van praktisch uitstekende eigenschappen worden verkregen door het bedekken van een basis met 5 naaldvormige deeltjes die door droge reduktie zijn bereid, tezamen met een bindmiddel, en het daarna hierop aanbrengen van kettingvormige deeltjes die door natte reductie zijn bereid, tezamen met een bindmiddel.

Zoals in het bovenstaande kort is samengevat, verschaft de 10 onderhavige uitvinding een magnetisch registratiemedium dat gekenmerkt wordt door een dubbellagige bedekkingstruktuur die op de basis is gevormd. Magnetische banden met een dergelijke struk-tuur zijn reeds ontwikkeld. Zij bestaan echter, bijvoorbeeld, uit een CrOg bedekking als de bovenlaag en een FegO^ bedekking 15 als de onderlaag. Het gebruik van ferromagnetische metaaldeeltjes wordt niet overwogen noch wordt er met opzet enig onderscheid gemaakt tussen de naald- en de kettingvormen, terwijl vanzelfsprekend geen bijzondere aandacht is gegeven aan de oppervlakte-kwaliteit, verpakkingsdichtheid, enz., van de gemagnetiseerde 20 zijde van de band. De onderhavige uitvinding is gebaseerd op een uitvindingsgedachte die absoluut verschilt van de stand van de techniek, doordat op het nieuwe terrein van de ferromagnetische metaalpoeders een dubbellagige struktuur is ontwikkeld, waarbij aandacht wordt geschonken aan de karakteristieken die inherent 25 zijn aan de deeltjesvormen.

Zoals hierboven is vermeld past de onderhavige uitvinding een magnetisch metaalpoeder toe dat voor 'het grootste dgel is samengesteld uit kettingvormige deeltjes, die op een basismateriaal een bovenlaag vormen, en eveneens een magnetisch metaal-50 poeder toepast dat voor het grootste deel uit naaldvormige deeltjes is samengesteld welke een onderlaag vormen. Het gecombineerde gebruik van deze poeders geeft een magnetisch registratiemedium met een hoge dichtheid waarvan de eigenschappen verre superieur zijn boven de media die slechts een van beide poeders toepassen.

35 ])e voordelen van de uitvinding werkt als volgt: (1) Doordat de bovenlaag uit kettingvormige deeltjes is 8003928

V

- 5 - samengesteld heeft de verkregen band een goede oppervlaktekwali-teit, een laag ruisniveau, en een wenselijke S/ίΓ verhouding.

(2) De bovenlaag van de kettingvormige deeltjes minimaliseert de slijtage van de kop.

5 (3) Daar de onderlaag in belangrijke mate bijdraagt tot de vorming van de lange-golflengten zullen de bereikte eigenschappen beter zijn dan wanneer uitsluitend de kettingvormige .deeltjes werden gebruikt.

(4).De dubbellagige struktuur van de twee poeders verschaft 10 een band waarvan de oppervlaktekwaliteit verbeterd is boven de banden die uitsluitend een poeder gebruiken. Bovendien zijn het ruisniveau en de S/ïï verhouding eveneens verbeterd.

De metaaldeeltjès die de dubbellagige struktuur moeten vormen worden met een bindmiddel vermengd en worden op gebruikelijke wijze 15 aangebracht. De bedekkingssamenstelling en de werkwijze van aanbrenging daarvan zijn niet ongelijksoortig aan die welke gewoonlijk worden toegepast. De dikte van de boven- en onderlaag kan doelmatig worden gekozen uit het gebied van 0,5-4*0 jm, en de verhouding van de dikte van de bovenlaag tot de onderlaag kan 20 worden gekozen, naargelang de bedoelde toepassing van de magnetische registratie, uit het gebied van I/IO-IO, bij voorkeur uit het gebied van 1/3-4·

De uitvinding wordt thans toegelicht door het volgende voorbeeld.

25 Voorbeeld (Joethiet kreeg een warmtebehandeling voor de vorming van naaldvormig ijzeroxyde. Het verkregen produkt. kreeg een warmtebehandeling in een warme waterstofstroom, werd bedekt, en behandeld door onderdompeling in een bad van natriumoleaat, zodat een 50 naaldvormig, ferromagnetisch metaalpoeder werd verkregen. De deel-tjesafmetingen waren zodanig, dat de gemiddelde hoofd-aslengte 0,20yum bedroeg en de verhouding van hoofd- tot zij-as 10 was.

Vat betreft de magnetische eigenschappen, Hc was 1300 0e, <fa 160 emu/g en de vierkantsverhouding (SQ,) 0,54· 35 Teneinde het poeder op een basis aan te brengen werd een magnetisch bedekkingsmateriaal van de volgende samenstelling bereid:

Haaldvormige deeltjes ............. 300 gewichtsdelen

Polyesterpolyurethaan ............ 20 " 8003926 - 6 - %

Yinylchloride-vinylacetaatcopolymeer .... 24 gewichtsdelen

Siliconen-olie ...................... 2 "

Oplosmiddel ..................... 1000 "

Het mengsel werd in een kogelmolen geplaatst en gedurende 5 tien uur gekneed, waarna de toevoeging plaats vond van 1,5 deel van een triisocyanaat-verbinding ("Kronet L" vervaardigd door de Nippon Polyurethane Ind. Co.), werd het gehele mengsel gedurende nog een uur gekneed voor het verkrijgen van een magnetisch bedek-kingsmat eriaal.

10 Dit hedekkingsmateriaal werd aangebraeht op de ene zijde van een 15 yam dikke polyethyleentereftalaat-foelie die in een magnetisch veld was geplaatst, terwijl de bedekking met warmte werd gedroogd. Na een oppervlaktebehandeling ontstond een bedekte foelie met een dikte van 3»1yam· 15 Vervolgens werd een waterhoudende oplossing van sulfaten van ijzer, cobalt en chroom in reactie gebracht met een waterhoudende oplossing van natriumborohydride in een gelijkstroom-magnetisch veld voor het neerslaan van een ferromagnetisch metaalpoeder.

Na het uitwassen met water kreeg het poeder een oppervlaktebehande-20 ling met natriumoleaat voor het verkrijgen van een kettingvormig ferromagnetisch metaalpoeder. De deeltjesafmeting had een gemiddelde diameter van 250 1 . Hc was 1300 0e, SQ was 0,55» en O’s was 140 emu/g. Op exact dezelfde wijze als hierboven werd beschreven voor het naaldvormige, ferromagnetische metaalpoeder, werd een 25 magnetisch bedekkingsmateriaal bereid op basis van de kettingvormige deeltjes, welk materiaal werd aangebracht over de bedekking met naaldvormige deeltjes van de band voor het daarop vormen van een bovenlaag van andere dikte. De bovenbedekking werd met warmte gedroogd. Na superkalanderen werd de bedekte band versneden tot 30 videobanden met een breedte van een 1/2 inch. De eigenschappen van de aldus verkregen magnetische poeder zijn weergegeven in de onderstaande tabel. In de tabel betreft monster I een band met slechts één laag naaldvormige deeltjes en monster Y een band met slechts één laag kettingvormige deeltjes. De uitdrukking "repro-35 duktie-uitgang" zoals in de tabel wordt gebruikt, is een waarde die verkregen wordt door de vergelijking van de reproduktie-uitgangen bij de frequentie van 5 megahertz. Onder "kopslijtage" 8 0 0 3 S 2 6 - 7 - t wordt de grootte van de slijtage van de kop (injx) bedoeld na de continue doorloop van de band langs de kop gedurende 100 uur bij een temperatuur 20° en 25°C en bij een relatieve vochtigheid tussen 60 en 80 %* "Video S/ΐΓ" betreft een waarde gemeten met 5 een SHIBASOïOJ-ruismeter (Model 9250) op basis van de waarde van monster V als 0 dB. "Oppervlaktekwaliteit" stelt een relatieve waarde voor van de hoeveelheid teruggekaatst licht bij 25°0 op basis van de waarde van monster V als 100. Het bandapparaat dat voor de metingen werd gebruikt was een VHS videobandregistreer-10 apparaat Model HV-8800 van Matsushita Electric.

Tabel

Onderlaag Bovenlaag Repro- Kop- Video Opper- M , (naaldvor- (ketting- duktie- slijtage vlakte- ons er m^ge £ee]__ vormige uitgang ' kwaliteit 5 no.. tjes) deeltjes) (-/100 dikte dikte uur) (^im) (yam) (dB) (dB) ($) 20 I 5,1 - -2,5 5-6 - 2,0 60 II 5,1 0,8 +1,6 1-2 +1,0 150 III 5,1 1,5 +1,4 1-2 +1,0 120 IV 5,1 2,7 +0,7 1-2 +1,0 110 V - 5,5 0,0 1-2 0,0 100 25

Zoals uit de tabel kan worden gezien, vormt de band met de dubbellagige struktuur volgens de uitvinding een belangrijke verbetering boven de enkellaagsbanden in de gevoeligheid bij f=5 MHz, in video S/U, en in oppervlaktekwaliteit, met een aanzienlijk 50 lagere waarde van de kopslijtage dan monster I.

800392«

Claims

1. Magnetisch registratiemedium, met het kenmerk, dat een basis van niet magnetisch materiaal daarop een onderlaag heeft die bestaat uit een naaldvormig, ferromagnetisch metaalpoeder bereid door droge reductie, en een bovenlaag die bestaat uit een ketting- 5 vormig ferromagnetisch metaalpoeder bereid door natte reductie.

2. Magnetisch registratiemedium volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het naald-vormige, ferromagnetische metaalpoeder wordt verkregen door het in een reducerende gasstroom reduceren van een naaldvormig oxyhydroxyde, met of zonder ander metaalgehalte, of 10 van een naaldvormig ijzeroxyde dat uit een dergelijk oxyhydroxyde is bereid.

3. Magnetisch registratiemedium volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het ferromagnetische metaalpoeder wordt bereid door het in een warme waterstofstroom reduceren van een naaldvormig 15 ijzeroxyde.

4* Magnetisch registratiemedium volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het kettingvormige, ferromagnetische metaalpoeder wordt verkregen door het reduceren van een oplossing die een ferromagnetisch metaalzout bevat door de toevoeging van een redu-20 cerend middel.

5·. Magnetisch registratiemedium volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het kettingvormige, ferromagnetische metaalpoeder wordt verkregen door het laten reageren van een oplossing die een ferromagnetisch metaalzout bevat met eën waterhoudende oplossing 25 van natriumborohydridé in een magnetisch veld. é. Magnetisch registratiemedium volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het naaldvormig, ferromagnetische metaalpoeder een bij-as diamter heeft in het gebied van 200-1000 2 en een verhouding van hoofd- tot bij-as in het gebied van 5-20, waarbij het jq kettingvormige, ferromagnetische metaalpoeder een deeltjesdiameter heeft in het gebied van 150-800 2 en een lengte in het gebied van 500-10000 2 . 8003928