NL8202947A

NL8202947A - Magnetisch registratiemedium.

Info

Publication number: NL8202947A
Application number: NL8202947A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1983-02-16
Also published as: FR2510291B1; DE3226937C2; US4506000A; GB2101911B; CA1179058A; NL190172B; JPS5817539A; GB2101911A; DE3226937A1; JPH036575B2; NL190172C; FR2510291A1

Description

£ * »··-^

Br/lh/1450

Magnetisch registratiemedium.

De uitvinding betreft een magnetisch registratiemedium met een dubbele magnetische laag.

Magnetische registratiemedia worden gewoonlijk tfemaakt door een mengsel van magneetpoeder en bindmiddel 5 als bekledingslaag op een hiet-magnetisch substraat aan te brengen. Gebruikt men als magneetpoeder een ferromagnetisch metaalpoeder (incl. legeringen) met een soortelijk oppervlak 2 van bijvoorbeeld 30 m /g, dan heeft het verkregen registratiemedium een grote coercitiefkracht en een grote remanente .

10 fluxdichtheid, zodat de weergegeven "output" over de gehele frequentieband groot is. Een nadeel wordt echter gevormd door een hoge voorspanningsruis.

Bij voortgezet onderzoek is nu gebleken dat indien ferromagnetische metaalpoeders (met inbegrip van 15 legeringen) met groot soortelijk oppervlak worden verdeeld over het oppervlak van de magnetische laag van het registratiemedium, de voorspanningsruis van dat medium wordt ver-laagd. Verder is gebleken dat indien ferromagnetische metaalpoeders met een klein soortelijk oppervlak over het inwendige 20 van de magnetische laag (dat wil zeggen h6t gedeelte beneden het midden van die laag, gezien in dikterichting) worden verdeeld, de weergegeven "output" over de gehele frequentieband groot is.

De uitvinding is op deze waarnemingen gebaseerd. 25 Zij verschaft een magnetisch registratiemedium met een dubbele magnetische laag, waarbij de waarden voor het soortelijk oppervlak van het magneetpoeder, de coercitiefkracht He, de remanente fluxdichtheid Br en d’e dikte van beide lagen zodanig worden gekozen, dat de weergegeven "output" groot 30 blijft maar de voorspanningsruis sterk wordt verlaagd.

De uitvinding verschaft derhalve een registratiemedium met twee magnetische lagen van magneetpoeder en bindmiddel op een niet-magnetisch substraat., welk registratiemedium gekenmerkt is doordat: 8202947 V i 1 i -2- het magneetpoeder van de eerste magnetische laag (de binnen- laag) uit een ferromagnetisch metaalpoeder met een soorte- 2 lijk oppervlak van 20-40 m /g (gemeten volgens de BET-adsorp-tiemethodel bestaat, 5 . deze eerste magnetische laag een coercitiefkracht Hci van 800-1500 Oe, een remanente fluxdichtheid van 3000-5000 Gauss en een dikte van meer dan 2 pm heeft, het magneetpoeder van de tweede magnetische laag (de buiten- laagl uit ferromagnetisch metaalpoeder met een soortelijk 2 10 oppervlak van 40-150 m /g (gemeten volgens de BET-adsorptie-methode} bestaat, en deze tweede magnetische laag een coercitiefkracht H 2 van 1000-2500 Oe, een remanente magnetische fluxdichtheid van 2000-3000 Gauss en een dikte van 0,1-2 jam heeft, 15 en dat de coercitiefkrachten en H n voldoen aan de ver- ^ cX c2 gelijking Hcl = Hc2.

Andere kenmerken van de uitvinding zullen blijken uit de navolgende beschrijving. Daarbij zal herhaal-delijk. worden verwezen naar de tekeningen, waarin de figuren 20 de volgende betekenis hebben:

Fig. 1 toont een gebruikelijk. magnetisch regi-stratiemedium in dwarsdoorsnede.

Fig. 2 geeft een voorbeeld van een magnetisch registratiemedium volgens de uitvinding, eveneens in dwars-25 doorsnede.

Fig. 3 is een tabel met de eigenschappen van diverse voorbeelden van een enkellaags magnetisch registra-j tiemedium.

Fig. 4 is een tabel met de eigenschappen van 30 diverse voorbeelden van een dubbellaags magnetisch registratiemedium volgens de uitvinding.

Fig. 5 is een tabel die het verband aangeeft tussen de dikte van de buitenlaag van het dubbellaagse registratiemedium volgens de uitvinding en de eigenschappen 35 daarvan.

Fig. 6 is een tabel die het verband aangeeft tussen de dikte van de binnenlaag van het dubbellaags magnetisch registratiemedium volgens de-uitvinding en de eigen- 8202947 I 4 -3- schappen daarvan.

Ter inleiding van het experimented gedeelte volgen thans enkele voorbeelden van het bereiden van een magnetische verf, dat wil zeggen een mengsel van magneet-5 poeder en bindmiddel, waarmee een magnetische laag kan worden gevormd.

Voorbeeld I

Naaldvormig ferromagnetisch ijzerpoeder * van 30 m2/g en 1300 Oe 300 gew.delen 10 Thermoplastische polyurethanhars (Estane 5702 van B.F. Goodrich Co.) 25 gew.delen

Vinylch.loride/vinylacetaat/vinylalcohol- copolymeer (VAGH van U.C.C. Co.) 25 gew.delen

Oliezuur 6 gew.delen 15 Methylethylketon 440 gew.delen

Cyclohexanon . 440 gew.delen

Bovengenoemde bestanddelen worden in een kogel-molen gebracht en 24 uren te zamen doorgemalen. Daarna worden 20 gew.delen polyisocyanaat (Desmodur L-75 van Bayer) toege-20 voegd en wordt het mengsel nog 2 uren doorgemalen ter ver-krijging van een magnetische verf. Het produkt wordt aange-duid als de magnetische verf A.

Voorbeeld II

De methode van voorbeeld 1 wordt herhaald onder 25 vervanging van het ijzerpoeder door een ferromagnetisch 2 metaalpoeder met soortelijk oppervlak 40 m /g en een coer-citiefkracht van 1300 Oe. Daarbij wordt een magnetische verf B verkregen.

Voorbeeld III

30 De methode van voorbeeld I wordt herhaald onder vervanging van het ijzerpoeder door ferromagnetische metaal- 2 poeders met een soortelijk oppervlak van 60 m /g en coer- citiefkrachten van resp. 1300 Oe, 1600 Oe en 2100 Oe.

Verkregen worden de magnetische verven C, D en E.

35 Voorbeeld IV

De methode van voorbeeld I wordt herhaald onder vervanging van het ijzerpoeder door ferromagnetische metaal- 2 poeders met een soortelijk. oppervlak van 90 m /g en coerci- 8202947 y i -4- tiefkrachten van resp. 1300 Oe, 1600 Oe en 2100 Oe. Ver-kregen worden de magnetische verven F, G en H.

VoorbeeId V

Naaldvormig ferromagnetisch ijzerpoeder van 2 5 30 m /g en 1300 Oe 300 gew.delen

Thermoplastische polyurethanhars 15 gew.delen

Vinylchloride/vinylacetaat/vinylalcohol- copolymeer 15 gew.delen

Oliezuur 6 gew.delen 10 JYtethylethylketon 250 gew.delen

Cyclohexanon 250 gew.delen

De bestanddelen worden samengevoegd en verder gemalen op dezelfde wijze als in voorbeeld I. Dit levert een magnetische verf I.

15 Voorbeeld VI

Naaldvormig ferromagnetisch ijzerpoeder van 2 30 m /g en 1300 Oe 300 gew.delen

Thermoplastische polyurethanhars 10 gew.delen

Vinylchloride/vinylacetaat/vinylalcohol-20 copolymeer 10 gew.delen

Oliezuur 6 gew.delen

Methylethylketon 240 gew.delen

Cyclohexanon 240 gew.delen

De bestanddelen worden op de wijze van voor- 25 heeld I: samengevoegd en tot een magnetische verf J verwerkt.

Het in deze voorbeelden gebruikte ferromagne-tische metaalpoeder kan bijvoorbeeld worden gemaakt door poeders van goethiet (e^-FeOOH) met uiteenlopende naaldvorm en deeltjesgrootte eerst te dehydrateren en daarna in een 30 waterstofatmosfeer te relduceren. Aangezien elk poeder de vorm en afmetingen van het uitgangsmateriaal overneemt, kunnen de eigenschappen van het poeder worden beheerst door juiste keuze van vorm en afmetingen daarvan. Uiteraard is het mogelijk om desgewenst andere metalen zoals cobalt, 35 nikkel en dergelijke toe te voegen.

Het soortelijk oppervlak van de ferromagnetische metaalpoeders is steeds gemeten met de BET-adsorptiemethode.

De eigenschappen van de verkregen magnetische 0ΐ4ίΐ2ιί 8202947 ........... " ...... -5- £ ι ι verven A-J 2ijn samengevat in de volgende tabel, waarbij P/B de gewichtsverhouding tussen magneetpoeder en bindmiddel weergeeft.

TABEL

5. __ .. - _r—τ_ ; Magnetische He Soorteli-jk P/B· Br .

verf magneetpoeder oppervlak "magneet poeder 10 λ --- — - - --------------- -- - 1 2 A 1300 Oe 30 m /g 6 3400 Gauss B 1300 w 40 »' 6 2700 ·· C 1300 " 60 » 6 2400 .· 15 - ............- ....... . . · · - -~ D 1600 " 60 ” 6 2400 ' E 2100 " 60 " 6 2400 « F 1300 " 90 6 2000 « 2Q G 1600 " 90 " ‘ 6 2000 « H 2100 1 90 n 6 2000 ” I 1300 " 30 » 10 4000 " j 1300 " 30 " 15 4800 " 25! *»· r* 8202947

Elk. van de magnetische verven A-J wordt ge- bruikt voor het maken van een magnetisch registratiemedium 3 volgens fig, 1, overeenkomende met de stand der techniek.

2Q Daartoe wordt de magnetische verf aangebracht op een niet magnetisch substraat 1, bijvoorbeeld een.film van polyethy-leentereftalaat met een dikte van 12 pti. Na het aanbrengen wordt de magnetische verf in een magneetveld georienteerd, yervolgens gedroogd en gekallanderd ter verfcrijging van een '32 enkele magnetische laag 2.

Verder wordt elk van de magneetverven A-J ge-bruikt bij het maken van een dubbellaags magnetisch registratiemedium 6 volgens fig. 2, overeenkomende met de uitvinding.

« v 1 f -6-

Daartoe worden deze magneetverven op dezelfde wijze als hierboven op een niet-magnetisch substraat 1 aangebracht ter vorming van een eerste magnetische laag 4. Nadat deze laag 4 is gehard, wordt een andere magnetische verf op dezelfde 5 wijze daarop aangebracht ter vorming van de tweede magnetische laag 5. Zodoende ontstaat een dubbellaags magnetisch registratiemedium 6.

Van de zo verkregen magnetische registratie-media 3 en 6 werden de magnetische eigenschappen, namelijk 10 de reraanente magnetische fluxdichthefd Br en de coercitief-kra'cht He, alsmede het maximale output-niveau (MOL) , en de voorspanningsruis gemeten. De meetresultaten zijn weergegeven in de tabellen. van fig. 3-6.

Fig. 3 is een tabel die de magnetische eigen-15 schappen van het enkellaagse registratiemedium 3 (proeven 1-22) met de magnetische verven A-J weergeeft. Fig. 4 is een tabel die de eigenschappen geeft van een dubbellaags magnetisch registratiemedium volgens de uitvinding (proeven 1-17) . Fig. 5 is een tabel die de eigenschappen van het dubbellaagse 20 registratiemedium geeft bij variatie van de dikte t2 van de buitenlaag 5 (proeven 18-22). Fig. 6 is een tabel die de eigenschappen van het dubbellaagse registratiemedium geeft bij variatie van de dikte t^ van de binnenlaag 4 (proeven 23-28).

25 Het voor de metingen gebruikte registratien medium was een audioband, afgesneden op een breedte van 3 mm. De genoemde eigenschappen werden op de volgende wijze gemeten.

De remanente magnetische fluxdichtheid Br en 3Q de coercitiefkracht He werden beide gemeten onder een uit-wendig magneetveld van 6000 Oe. Zij zijn opgegeven in Gauss en Oersted. Het maximale output-niveau werd gemeten bij 315 Hz en 10 kHz. Oe waarde bij 31.5 Hz was het maximale afspeelvermogen met 3% derde harmonische vervorming van een 35 315 Hz-signaal, dat door variatie van het invoerniveau bij de verzadigde voorspanningsstroom was geregistreerd. Deze waarde is uitgedrukt als het verschil met een vergelijkings-band. De waarde bij 10 kHz was het .maximale uitgangsvermogen 8202947 -7- %· * l t bij verzadiging. JDe voorspanningsruis was een ruis bij het afspelen van de opgetekende beweging, waarbij het optekenen geschiedde zonder signaalinvoer met een standaardvoorspanning en het meten geschiedde door een IEC-A ruisfilter.

5 . Elke meting geschiedde bij een bandsnelheid van 4,8 cm/sec. Verder zijn de waarde voor de maximale output en de ruis steeds relatieve waarden, betrokken op de waarden voor de enkellaagsband (0 dB) voor proef 5 uit de tabel van fig. 3.

10 Uit de tabellen van fig. 3-6 blijkt dat het dubbellaagse registratiemedium 6, waarbij het magneetpoeder in de buitenlaag 5 een groter soortelijk oppervlak dan dat in de binnenlaag 4 heeft, een veel lagere ruis vertoont dan het enkellaagse registratiemedium 3 en over de hele frequen-15 tieband (van lage tot hoge frequentie) een grote weergave-output heeft.

Het soortelijk oppervlak van het ferromagneti-sche metaalpoeder in de binnenlaag 4 ligt bij voorkeur tussen 20 en 40 m /g, omdat daarbuiten de weergave-output 20 bij lage frequenties minder wordt. Verder ligt het soortelijk oppervlak van het ferromagnetische metaalpoeder in de buitenlaag 5 bij voorkeur tussen 40 en 150 m /g omdat daarbuiten de ruis niet kan worden venhinderd. De dikte t^ van de binnenlaag 4 dient groter dan 2,0 jam en bij voorkeur 25 kleiner dan 6,0 pm te zijn want bij een dikte minder dan 2,0 pm gaat de weergave-output bij lage frequenties omlaag en bij dikten groter dan 6,0 pm wordt alleen de weergave-output bij lage frequenties te groot zodat de balans bij lage'.frequenties verstoord is. De dikte t2 van de buitenlaag 30 5 dient tussen 0,1-2,0 pm te liggen, want bij een dikte kleiner dan 0.,1 pm kan de ruis niet worden verminderd en bij een dikte groter dan 2,0 pm gaat de weergave-output bij lage frequenties omlaag. De waarden voor H en Br^ van de binnenlaag 4 dienen tussen 800 en 1500 Oe en 300.0 tot 35 5000 Gauss (bij voorkeur 3500-5000 Gauss! te liggen, want bij een waarde van Br^ daarbuiten gaat de output bij lage frequenties omlaag. Verder dienen de waarden voor Hc2 en Br2 van de buitenlaag 5 resp. 1000-2500 Oe en 2000-3000 Gauss rvur;:*:.'· 8202947 :, -8- $ » te bedragen. Komt de waarde van daarbuiten, dan wordt het hoogfrequent gebied niet verlengd. Verder dient de * coercitiefkracht Hc2 van de buitenlaag 5 gelijk aan of groter dan Hc^ van de binnenlaag 4 te zijn.

5 Uit de tabellen van fig. 4-6 blijkt dat een dubbellaags magnetisch registratiemedium volgens de uitvin- ding, met twee achtereenvolgende lagen 4 en 5, aan de vol- gende voorwaarden ittoefc voldoen. De binnelaag 4 is gevormd uit een ferromagnetisch metaalpoeder met een soortelijk 2 10 oppervlak. van 20-40 m /g (gemeten met de BET-adsorptiemetho- de), een coercitiefkracht Hci van 800-1500 Oe, een remanente magnetische fluxdichtheid Br^ van 3000-5000 Gauss en een laagdikte t^ van meer dan 2,0 fun. De buitenlaag 5 is gevormd uit een ferromagnetisch metaalpoeder met een soortelijk 2 15 oppervlak van 40-150 m /g, een coercitiefkracht Η^2 van 1000 tot 2500 Oe, een remanente magnetische fluxdichtheid Br2 van 2000-3000 Gauss en een laagdikte t~ van 0,1-2,0 pm.

. < ^

Verder is H . =vH „.v cl c2

Uit het bovenstaande blijkt dat bij het magne-20 tische registratiemedium volgens de uitvinding de weergave output over de gehele frequentieband groot blijft terwijl de voorspanningsruis kan worden verminderd. Daarom heeft het registratiemedium volgens de uitvinding veel betere eigenschappen dan het enkellaagse registratiemedium volgens 25 de stand der techniek (zoals een ."metaalband" en dergelijke).

O-O/iiC

8202947

Claims

Ίτ -9- COMCLUSIE 1 Magnetisch registratiemedium met twee magne-tische lagen van magneetpoeder en bindmiddel op een niet-magnetisch substraat, met het kenmerk', dat het magneetpoeder van de eerste magnetische laag (binnenlaag) 5 uit een ferromagnetisch metaalpoeder met een soortelijk 2 oppervlak van 20-40 m /g (gemeten met de BET-adsorptiemetho-de). bestaat, deze eerste magnetische laag een coercitiefkr.acht H ^ van 800-1500 Oe,een remanente ihagnetische fluxdichtheid van 3000- 10 5000 Gauss en een dikte van meer dan 2 jam heeft, het magneetpoeder van de tweede magnetische laag (buitenlaag) uit een ferromagnetisch metaalpoeder met een soortelijk 2 oppervlak van 40-150 m /g (gemeten met de BET-adsorptie-methode) bestaat, 15 deze tweede magnetische laag een coercitiefkracht van 1000-2500 Oe, een remanente magnetische fluxdichtheid van- 2000-3000 Gauss en een dikte van 0,1-2 jam heeft, en de coercitiefkrachten He., en H , voldoen aan de vergelij-. cl c2 king Hcj- = tto2. 8202947