DE2842609A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium fuer senkrechte signalaufzeichnung - Google Patents
Magnetisches aufzeichnungsmedium fuer senkrechte signalaufzeichnungInfo
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Description
Erfindungsgegenstand ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein
magnetisches Aufzeichnungsmedium, das sich zur Signalaufzeichnung
mit sogenannter senkrechter Magnetisierung oder Vertikalmagnetxsierung eignet.
Bei der magnetischen Signalaufzeichnung, beispielsweise mittels eines Magnetbands oder einer Magnetplatte, -folie
oder "Scheibe,werden die Ton-, Video- oder andere Signale
auf einer magnetischen Aufzeichnungsschicht gespeichert,
die auf einer nichtmagnetischen Unterlage oder Grundschicht aufgetragen ist. Die Magnetisierung dieser magnetisierbaren
Schicht erfolgt in Längsrichtung, d. h. parallel zur Richtung der Relativbewegung des Magnetbands oder des Flächenaufzeichnungsträgers
in bezug auf einen ringartigen magnetischen Wandler oder Aufzeichnungsmagnetkopf. Bei der Aufzeichnung
in Längsmagnetisierung wird bei einer Erhöhung der Aufzeichnungsdichte, d. h. der pro Streckenabschnitt
vorhandenen Signalmenge unvermeidbarerweise die Wellenlänge vermindert mit der Folge, daß sich das entmagnetisierende
Feld in der magnetischen Aufzeichnungsschicht vergrößert.
Eine Vergrößerung des entmagnetisierenden Feldes jedoch verursacht
eine Dämpfung und Verdrehung der Restmagnetisierung mit der Folge, daß sich bei der Wiedergabe der aufgezeichneten
Signale diese nur mit vermindertem Ausgangspegel· gewinnen lassen.
Werden die Signale andererseits in Normalrichtung zur Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht aufgezeichnet,
d. h. in sog. Vertikalmagnetisxerung, so bewirkt die abnehmende Wellenlänge des aufgezeichneten Signals - etwa bei
einer Erhöhung der Aufzeichnungsdichte - eine Verminderung
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des entmagnetisierenden Felds. Für die Aufzeichnung von Signalen mit kurzer Wellenlänge ist unter diesem Gesichtspunkt
die Vertikalmagnetxsierung (im folgenden auch als "Vertikalaufzeichnung" bezeichnet) günstiger als die herkömmliche
Art der Aufzeichnung mit Längsmagnetisierung (im folgenden auch als "Längsaufzeichnung" bezeichnet).
Obgleich für die Vertikalaufzeichnung eine Reihe von Aufzeichnungsmedien
bekannt und andere vorgeschlagen worden sind, eignet sich - soweit bekannt - in der Praxis noch
keines in voll befriedigendem Umfang, um die Vorteile der Vertikalaufzeichnung voll auszunützen. Ein für die Vertikalaufzeichnung
geeignetes Aufzeichnungsmedium ist u.a. durch die Erfinder für den vorliegenden Erfindungsgegenstand vorgeschlagen
worden (vgl. "Proceedings of the Seventh Annual Conference on Magnetics", Paper No. 4£A-7, 1975, Japan, und
"Proceedings of the 1976 Annual Meeting of the Institute of Electronics and Communication Engineers of Japan", Paper
No. 184, 1976, Japan). Insoweit ist auch auf den Vorschlag gemäß japanischer Patentanmeldung Nr. 51574/76 hinzuweisen,die als
JP-OS 134,706/77 offengelegt ist. Solche für Vertikalaufzeichnung geeignete magnetische Aufzeichnungsmedien tragen
eine magnetische Schicht, die in einer Richtung leichter zu magnetisieren ist, also eine magnetisierbare Vorzugsrichtung senkrecht
zur Oberfläche der Aufzeichnungsschicht aufweisen,
d. h. in der Dickenrichtung dieser Schicht. Die magnetische
Aufzeichnungsschicht mit magnetisierbarer Vorzugsrichtung senkrecht zur Oberfläche besteht aus einer Chrom-Cobalt-Legierung
(Cr-Co-Legierung), die unmittelbar auf einenichtmagnetisierbare Grund- oder Trägerschicht mittels Kochfrequenzzerstäubung
aufgebracht wird. Obgleich magnetische Aufzeichnungsschichten aus Chrom-Cobalt-Legierung magnetische
Eigenschaften aufweisen, die die Signalaufzeichnung in senkrechter Magnetisierung begünstigen im Vergleich zur
Längsmagnetisierung, erschwert die relativ hohe Koerzitivkraft der Chrom-Cobalt-Legierung die Signalaufzeichnung,
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bis die Schicht durch einen einpoligen Magnetwandler oder Magnetkopf, der für die senkrechte Aufzeichnung verwendet
wird, die Sättigung erreicht. Daher wird bei der Aufzeichnung eine relativ große elektrische Leistung benötigt.
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Um diese bisher mit der Vertikalaufzeichnung verbundenen
Schwierigkeiten zu überwinden, die besonders dann auftreten, wenn die magnetische Aufzeichnungsschicht aus Chrom-Cobalt-Legierung
auf einer nichtmagnetischen Grundlage aufgebracht wird, wurde durch die Erfinder des vorliegenden Erfindungsgegenstands
außerdem ein Aufzeichnungsmagnetkopf vorgeschlagen (vgl. JP-OS 134706/77 und JP-OS 32009/78), mit
dem sich eine Vertikalaufzeichnung bei relativ niedriger magneto-motorischer Kraft erreichen läßt. Dieser vorgeschlagene
Magnetkopf erhält zusätzlich zum einpoligen Erregungsteil, der der Oberfläche der magnetischen Schicht des Aufzeichnungsmediums
gegenübersteht, einen erregten HilfsMagnetpol, der auf die andere freie Oberflächenseite des
nichtmagnetischen Trägermaterials des Aufzeichnungsmediums ausgerichtet ist. Obgleich diese Magnetköpfe für Vertikalaufzeichnung
für einige Anwendungsfälle gut wirksam sind, beispielsweise wenn als Aufzeichnungsmedium ein Magnetband
oder eine Folie mit einer dünnen nichtmagnetischen Grundlage verwendet wird, zeigen sich doch erhebliche Schwierigkeiten,
solche Magnetköpfe für die Signalaufzeichnung, insbesondere auf magnetischen Scheiben oder Platten zu verwenden,
also bei Aufzeichnungsmedien, die einen relativ dicken nichtmagnetischen Träger aufweisen.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das sich für Vertikalaufzeichnung
in hoher Aufzeichnungsdichte, vorzugsweise mittels eines einpoligen Aufzeichnungsmagnetkopfs, eignet.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe gibt der Patentanspruch 1 in kurzer Zusammenfassung an.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium für Vertikalaufzeichnung
mit erfindungsgemäßen Merkmalen weist eine magnetische Aufzeichnungsschicht aus Chrom-Cobalt-Legierung mit einer
Vorzugs-Magnetisierungsrichtung auf, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht
liegt. Weiterhin ist eine Schicht aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft, vorzugsweise zwischen der magnetischen
Aufzeichnungsschicht und einer nichtmagnetischen Unterlage oder Grundschicht vorhanden, die die magnetische
Aufzeichnungsschicht und die Materialschicht mit geringer Koerzitivkraft als Trägerschicht hält. Die Dicke der magnetisierbaren
Schicht soll nicht größer sein als 3,0 μΐη und die Koerzitivkraft der vorzugsweise zwischen der magnetisierbaren
Schicht und der Trägerschicht aufgebrachten Zwischenschicht soll nicht größer sein als ein Fünftel der
Koerzitivkraft der magnetischen Aufzeichnungsschicht und eine Dicke von mindestens 0,1 μΐη aufweisen. Der Chromgehalt
der magnetisierbaren Schicht liegt im Bereich von 5 bis 25 Gew.-%.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen Ausführung
s formen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in graphischer Darstellung die magnetischen Eigenschaften der magnetischen Aufzeichnungsschicht aus
einer Chrom-Cobalt-Legierung;
Fig. 2 die vergrößerte Seitenansichtsdarstellung eines Abschnitts eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß
der Erfindung;
Fig. 3, 4, 5 und 6 schematische Ansichten von magnetischen Aufzeichnungsköpfen, die sich für die Vertikalauf
zeichnung von Signalen auf einem Aufzeichnungsmedium
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gemäß der Erfindung eignen;
Fig. 7 in graphischer Darstellung die Eingangs-/Ausgangskennlinien
verschiedener magnetischer Aufzeichnungsmedien mit erfindungsgemäßen Merkmalen im Vergleich
zur Eingangs-/Ausgangskennlinie eines magnetischen
Aufzeichnungsmediums bekannter Art;
Fig. 8 den Verlauf eines aufzuzeichnenden Prüfsignals zur Bestimmung der Eingangs-/Ausgangskennlinien nach
Fig. 7;
Fig. 9 in einer der Fig. 7 ähnlichen graphischen Darstellung die Eingangs-/Ausgangskennlinien für ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung, wenn die Vertikalaufzeichnung mittels verschiedener
magnetischer Aufzeichnungsmagnetköpfe erfolgt; Fig. 10 das Schaubild für Frequenzgänge verschiedener magnetischer
Aufzeichnungsmedien gemäß der Erfindung im Vergleich zu den Frequenzgangen bekannter magnetischer
Aufzeichnungsmedien und
Fig. 11 die vergrößerte Seitenansicht eines Abschnitts aus
einer anderen Ausführungsform eines magnetischen
Aufzeichnungsmediums mit erfindungsgemäßen Merkmalen.
Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß die auf eine nichtmagnetische Unterlage oder einen Träger mittels Hochfrequenzsprühverfahren
aufgebrachte magnetische Aufzeichnungsschicht aus Chrom-Cobalt-Legierung magnetische Kennwerte aufweist,
die, wie der Zusammenhang zwischen der magnetischen Feldstärke H und der Magnetisierung M erkennen läßt, eine Vorzugsrichtung
bei senkrechter Magnetisierung (veranschaulicht durch die Kurve A in ausgezogener Linienführung) aufweist
im Vergleich zur Kennlinie bei Längsmagnetisierung (wiedergegeben durch die Kurve B in gestrichelter Linienführung).
Wie sich aus Fig. 1 ersehen läßt, liegt das Maximum der Restmagnetisierung bei Vertikalmagnetisierung beträchtlich
höher als bei Längsmagnetisierung, woraus sich ersehen läßt,· daß für die hier vorgesehenen Anwendungszwecke die Kennlinie
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A für Vertikalmagnetisxerung zu bevorzugen ist. Bei Vertikalauf zeichnung mittels eines einpoligen Magnetkopfs jedoch,
der beispielsweise den in den Fig. 3, 5 und 6 veranschaulichten
konstruktiven Aufbau aufweisen kann, ist es ziemlich schwierig, die Vertikalaufzeichnung von Signalen
in der Chrom-Cobalt-Schicht wegen der relativ hohen Koerzitivkraft zu erreichen, es sei denn, die Schicht wird
durch den Magnetkopf bis zur Sättigung magnetisiert. Obgleich diese Sättigungsmagnetisierung und der damit verbundene
relativ hohe Energiebedarf vermieden werden können, so daß eine Vertikalaufzeichnung mit relativ niedriger magnetomotorischer
Kraft möglich ist, wenn - wie erwähnt ein einpoliger Magnetkopf in Verbindung mit einem Hilfsmagnetpol
an der der magnetischen Aufzeichnungsschicht gegenüberliegenden
Seite des Aufzeichnungsmediums verwendet
wird, wie weiter unten noch unter Bezug auf Fig. 4 zu erläutern ist, eignet sich ein solcher Magnetkopf nicht oder
nur unter Schwierigkeiten für die vertikale Signalaufzeichnung
auf einer Magnetplatte oder dergleichen, bei der eine relativ dicke nichtmagnetische Grund- oder Trägerschicht
als Unterlage für die Chrom-Cobalt-Legierung verwendet wird.
Das Beispiel der Fig. 2 läßt erkennen, daß bei einem erfindungsgemäßen
magnetischen Aufzeichnungsmedium 10 die aufgezeigten
Schwierigkeiten dann vermieden werden können, wenn außer einer nichtmagnetischen Trägerschicht 11 und einer
magnetischen Aufzeichnungsschicht 12 für Vertikalaufzeichnung
eine dazwischenliegende Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft verwendet wird. In einem solchen
Aufzeichnungsmedium 10 wird - so scheint es - während
der Vertikalaufzeichnung mittels eines einpoligen Magnetkopfs
ein "Bild" der Kopfmagnetisierung in der Schicht 13
aus Material mit niedriger Koerzitivkraft erzeugt, das das durch den einpoligen Magnetkopf wiedergegebene aufzeichnende-Magnetfeld
verstärkt. Es sieht weiterhin so aus, als ob die Materialschicht 13 mit niedriger Koerzitivkraft einen
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- 10 -
teilweise geschlossenen Magnetkreis auf der Rückseite der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht 12 bildet, d. h. auf jener
Seite der Schicht 12, die dem Magnetkopf abgewandt ist, und
damit das entmagnetisierende Feld in der Aufzeichnungsmagnetschicht
vermindert oder^ in anderen Worten die Restmagnetisierung
dieser Schicht 12 vergrößert.
Bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung
besteht die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 vorzugsweise aus einer Chrom-Cobalt-Legierung, die 5 bis 25
Gew.-% Chrom enthält. Die Dicke dieser Schicht ist nicht größer als 3,0 μια und liegt vorzugsweise im Bereich von
0,1 bis 3,0 μπι. Der zu bevorzugende Dickenbereich für die
Schicht 12 ist 0,5 bis 3,0 μΐη. Die Achse leichter Magnetisierbarkeit
liegt bei der Schicht 12 senkrecht zur Oberfläche, und die Sättigungsmagnetisierung M wird im Bereich
von 0,01 bis 0,11 T (100 bis 1100 G) gewählt, während für die Koerzitivkraft H ein Bereit
(300 bis 2000 Oe) gewählt wird.
(300 bis 2000 Oe) gewählt wird.
die Koerzitivkraft H ein Bereich von 2 3880 A/m bis 15 9200 A/m
Im Zusammenhang mit den erwähnten zu bevorzugenden Kennwerten für die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 sei bemerkt,
daß Cobalt eine große kristalline magnetische Anisotropiekonstante K aufweist. Wird dem Cobalt jedoch Chrom
ei
25 zugesetzt, so sinkt die Sattigungsmagnetisxerung M der
erhaltenen Legierung ab, und die Achse leichter Magnetisierung liegt im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der
Schicht. Liegt die Sättigungsmagnetisierung M der magnetischen
Aufzeichnungsschicht unter 10 T (unter 100 G), also
30 unterhalb der Untergrenze des oben angegebenen Bereichs,
so zeigen die von der magnetisierbaren Schicht wiedergegebenen
Ausgangssignale unbefriedigende Werte. Liegt anderer-
—2 seits die Sättigungsmagnetisierung M_ über 11 χ 10 T
(1100 G), so verschiebt sich die Achse leichter Magnetisierbarkeit
der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht im wesentlichen
in die Längsrichtung, so daß sich keine befriedigende Vertikalmagnetisierung mehr erreichen läßt. Gute Ergebnisse
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lassen sich dagegen erzielen, wenn die Chrom-Cobalt-Legierung
5 bis 25 Gew.-% Chrom enthält und die daraus hergestellte Aufzeichnungsmagnetschicht 12 mit einer Sättigungsmagne-
—2 —2
tisierung M zwischen 1O und 11 χ 10 T betrieben wird,
weil sich dann eine Achse guter Magnetisierbarkeit im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Schicht 12 zeigt,
insbesondere wenn diese Schicht auf die Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft aufgebracht wird. Wird
die Sättigungsmagnetisierung M für die Schicht 12 inner-
-2 -2
halb des Bereichs von 10 bis 11 χ 10 T gewählt, so ergibt sich die Koerzitivkraft H dieser Schicht im oben angegebenen
Bereich, d. h. im Bereich zwischen 23,9 kA/m und 159,2 kA/m.
Wird die Dicke der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht 12 zu
klein gewählt, ist es schwierig, eine Vertikalmagnetisierung zu erreichen, und es ergibt sich nur ein unbefriedigendes
Ausgangssignal bei der Signalwiedergabe· Wie bereits erwähnt, sollte die minimale Stärke der magnetischen Aufzeichnungsschicht
12 mindestens 0,1 μΐη, vorzugsweise jedoch mindestens
0,5 μπι betragen. Wird andererseits die Dicke der magnetischen
Aufzeichnungsschicht 12 zu groß, so wird es mit für die vorgesehenen Zwecke günstigen Aufzeichnungsmagnetfelder
schwierig, die Schicht zu durchdringen, d. h. es wird dann bei der Aufzeichnung eine übermäßig große elektromotorische
Kraft bzw. eine entsprechend große Leistung benötigt. Das Maximum der Dicke für die Aufzeichnungsschicht 12 sollte
daher bei 3,0 μπι angesetzt werden.
Das Material der Schicht 13 ist hinsichtlich seiner Koerzitivkraft
so gewählt, daß letztere nicht größer als ein Fünftel der Koerzitivkraft des Materials der magnetischen Aufzeichnungsschicht
12 und vorzusgweise also nicht größer als 23,9 kA/m (300 Oe) ist. Die Dicke der Schicht 13 beträgt
mindestens 0,1 μΐη und liegt vorzugsweise über 0,5 μΐη, jedoch
unter 3,0 μπι. Ist die Stärke der Schicht 13 zu gering, beispielsweise geringer als die zu bevorzugende Minimum-
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dicke von 0,5 μπι und insbesondere dünner als die Untergrenze
von 0,1 μπι, so läßt sich keine nennenswerte Verbesserung
in' der Aufzeichnungsempfindlichkeit oder in der Qualität des wiedergegebenen Signals erkennen. Ist die
Schicht 13 dagegen dicker als 3,0 μΐη, so kann keine weitere
Verbesserung der Aufzeichnungsempfindlichkeit und der Qualität des wiedergegebenen Ausgangssignals festgestellt werden;
es steigen lediglich die gesamten Herstellungskosten und eine weitere Verstärkung der Schicht 13 bringt also
nur höhere Kosten ohne erkennbare Vorteile.
Wird der Wert der Koerzitivkraft der Schicht 13 zu groß, beispielsweise größer als 23,9 kA/m (also größer als 300 Oe)
oder größer als ein Fünftel der Koerzitivkraft der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12, so wird die zuvor erwähnte
Ausbildung eines Magnetisierungsbilds des einpoligen Magnetkopfs gestört und entsprechend sinkt die Aufzeichnungsempfindlichkeit
ab, und es wird eine -höhere Leistung bei der Signalaufzeichnung erforderlich.
20
Die Schicht 13 aus einem Material geringer Koerzitivkraft läßt sich durch ein Hochfrequenzsprühverfahren aus einer
Legierung aus Nickel, Eisen und Molybdän herstellen, bei der die Menge an Molybdän im Bereich von etwa 5 bis 8
Gew.-% liegt und der Rest der Legierung von Eisen und Nickel auf ein Gewichtsverhältnis von 1:4 eingestellt
ist. Dazu alternativ kann die Schicht 13 auch aus einer wärmebehandelten Nickel-Phosphor-Legierung oder
aus irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Cobalt, das die speziellen physikalischen
Kennwerte für diese Schicht 13 befriedigt, wie sie oben erläutert worden sind.
Die nichtmagnetische Grund- oder Trägerschicht 11 des magnetischen
Aufzeichnungsmediums 10 kann aus einem synthetischen
Kunstharzfilm, beispielsweise auf der Basis von
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Polyamid, Polyäthylen, Terephthalat, Polycarbonat und
dergleichen bestehen. Dazu alternativ kann die nichtmagnetische Grundlage 11 auch aus einer steifen Platte oder
einem Bahnmaterial bestehen, etwa aus AlUmInIUm7 Kupfer,
Glass oder dergleichen.
Die Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien mit erfindungsgemäßen Eigenschaften wird nachfolgend anhand
eines spezifischen Beispiels erläutert. 10
Die nichtmagnetische Unterlage 11 des Aufzeichnungsmediums.
10 besteht aus einem Polyimid-Film, der zur Entfernung von
Fettrückständen u. dgl. zunächst gewaschen und dann vor dem Aufbringen der Materialschicht 13 mit niedriger Koerzitivkraft
getrocknet wird. Die Schicht 13 wird auf die Unterlageschicht 11 durch ein Sprühverfahren im Vakuum bei
— 7 —2
1,5 χ 10 Torr und einem Argondruck von 2,2 χ 10 Torr bei einer elektrischen Hochfrequenzenergie von 650 Watt
aufgebracht, während die Temperatur der Unterlage 11 auf
etwa 25O°C gehalten wird. Die so erzeugte Schicht 13 weist eine Koerzitivkraft H von etwa 398 A/m und eine Sättigungsmagnetisierung
M von etwa 60 mT (600 G) auf. Die Dicke der Schicht 13 hängt von der Aufsprühdauer auf. Dauert der
Aufsprühvorgang beispielsweise etwa 20 min, so ergibt sich eine Dicke von etwa 1 μΜ für die Schicht 13. Selbstverständlich
kann die Stärke der Schicht 13 durch geeignete Änderung und Einstellung der Aufsprühzeit nach oben oder
unten variiert werden. Die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 wird aus Chrom-Cobalt-Legierung über der
Schicht 13 ebenfalls durch ein Aufsprühverfahren aufgebracht. Auch in diesem Fall erfolgt das Aufsprühen in
einem Vakuum von etwa 1,5 χ 10 Torr bei einem Argon-Schutzgasdruck
von 2 χ 10 Torr und einer Hochfrequenzleistung von 200 Watt. Auch in diesem Fall ist die Dicke
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der Chrom-Cobalt-Legierungsschicht 12 bestimmt durch die
Aufsprühdauer. Unter den angegebenen Bedingungen wird innerhalb etwa einer Stunde eine Dicke der Schicht 12 von etwa
1 μΐη erreicht.
Wie sich aus der nachfolgenden Tabelle I ersehen läßt, wurden entsprechend den oben erläuterten Verfahrensparametern
Proben S1 bis Sn. mit erfindungsgemäßen Merkmalen hergestellt,
bei denen die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 aus einer
Legierung bestand, die unterschiedliche Anteile an Chrom und Cobalt enthielt,und die Schicht 13 aus einem Material mit
niedriger Koerzitivkraft bestand aus der zuvor erwähnten Nickel-Eisen-Molybdän-Legierung mit-einem Anteil von 5 bis
8 Gew.-% an Molybdän, während der Anteil von Eisen und Nickel in einem Gewichtsverhältnis von etwa 1 bis 4 gewählt
wurde. Die Dicke der Schicht 13 variierte entsprechend den
Angaben in der Tabelle. Zusätzlich wurde eine Probe S, gemäß der Erfindung in ähnlicher Weise hergestellt, wobei
jedoch die Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft aus Cobalt bestand. In Tabelle 1 ist schließlich
mit S die Probe eines Aufzeichnungsmediums bezeichnet,
das in ähnlicher Weise hergestellt wurde, jedoch ohne die Materialschicht mit niedriger Koerzitivkraft, um anschauliche
Vergleichsverhältnisse darstellen zu können.
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co
co co
cn
■>·
CD
co
Probe | Magnetische Aufzeichnungsschicht (12) | Dicke (pm) |
Sättigungs- magnetisierung M_ . . '. (mT). |
Koerzitiv kraft H . . (A/cm). c . . .: |
Schicht 13 aus Material geringer ,,..'.'. Koerzitivkraft |
Dicke (μΐη) |
Sättigungs magnetisierung -.M3..-..(HfC):... . |
Koerzitiv kraft H .(A/cm). °. |
S1 | Material (Gew.-%) |
1,0 | 39 | 1194 | Material | 2,0 | 60 | 4 |
S2 | 82Co-18Cr | 1,0 | 39 | 1194 | Ni-Fe-Mo | 1,0 | 60 | 4 |
S3 | 82Co-18Cr | 1,0 | 39 | 1196 | Ni-Fe-Mo | 0,5 | 60 | 4 |
S4 | 82Co-18Cr | 1,0 | 100 | 668,6 | Ni-Fe-Mo | 1,0 | 60 | 4 |
S5 | 95Co-5Cr | 1,0 | 15 | 62Ί | Ni-Fe-Mo | 1,0 | 60 | 4 |
S6 | 78Co-22Cr | 1,0 | 34 | 1035 | Ni-Fe-Mo | 0,9 | 140 | 79,6 |
Sc | 81Co-19Cr | 1,0 | 39 | 1196 | Co | |||
82Co-18Cr |
Cn
I
ro oo
j> ro
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CD
cn cn -J 0 oo ö
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Die senkrechte Aufzeichnung von Signalen auf dem erfindungsgemäßen
magnetischen Aufzeichnungsmedium läßt sich mit verschiedenen magnetischen Wandlerelementen oder Magnetköpfen
bewirken, die einen singulären magnetischen Hauptpol aufweisen. Wie die Fig. 3 zeigt, kann ein für die
vertikale Aufzeichnung von Signalen auf das Aufzeichnungsmedium
10 geeigneter magnetischer Wandler oder Magnetkopf 14 einen Kern 15, beispielsweise einen platierten Permalloyfilm
mit einer Stärke t und einer Länge L umfassen, der einen magnetischen Hauptpol in der Mitte des Kopfs 14
erzeugt, und Kerne 16 und 17 beispielsweise aus Nickel-Zinkferrit oder Mangan-Zinkferrit mit einer Breite von T,
die zu beiden Seiten des Kerns 15 angeordnet sind, um eine
magnetische Sättigung des letzteren zu vermeiden. Im Fall des magnetischen Einzelpols 14 der Fig. 3 weisen die Kerne
16 und 17 gegen das Aufzeichnungsmedium 10 zu abgeschrägte
Endflächen auf; sie sind in Längsrichtung so dimensioniert, daß der zentrale Kern oder magnetische Hauptpol
15 um einen Abstand 1 über die abgeschrägten Enden der Kerne 16 und 17 in Richtung auf das Aufzeichnungsmedium
zu übersteht. Wie die Fig. 3 noch erkennen läßt, weist der Magnetkopf 14 eine Erregerwicklung 18 um die Kerne 15, 16
und 17 auf, die mit den aufzuzeichnenden Signalen gespeist
wird.
25
Beim Vergleich des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums,
beispielsweise entsprechend den Proben S1 bis Sfi, im Vergleich mit den Kennwerten eines bekannten
magnetischen Aufzeichnungsmediums, beispielsweise der Probe S , wurde der Magnetkopf 14 gemäß Fig. .3 bei
der Aufzeichnung mit folgenden Abmessungen verwendet: L = 1,5 mm, 1 = 100 μπι, T = 700 μΐη, t = 1,6 μπι, Wicklung
18 mit Windungszahl = 100. Während der Aufzeichnung auf die einzelnen Proben des magnetischen Aufzeichnungsmediums
wurde letzteres mit einer konstanten Relativgeschwindigkeit zum Magnetkopf von 9,5 cm/sec bewegt, und der Erre-
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gerwicklung 18 des Aufzeichnungskopfs wurde ein Rechtecksignal
mit 200 BPI (200 Bit pro Inch = 78,74 Bit pro cm) verwendet, also mit der doppelten Anzahl von Zyklen pro
Bandabschnitt im Vergleich zu Fig. 8. Nach der Vertikala ufzeichnung dieses Rechteckimpulssignals auf das magnetische
Aufzeichnungsmedium mittels des erläuterten einpoligen
Magnetkopfs 14 wurden die aufgezeichneten Signale wiederum mit einem gewöhnlichen Ring-Magnetkopf ausgelesen,
der eine Spaltlänge von Ι,Ομχη aufwies, wobei wiederum
die relative Auslesegeschwindigkeit 9,5 cm/sec betrug.
Die Eingangs-/Ausgangskennlinien für die verschiedenen Proben S1 bis S, des Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung
und der Probe S eines bekannten Aufzeichnungsmediums
sind im Schaubild der Fig. 7 zusammengestellt. Auf der Abszisse ist der Stromwert des Eingangssignals I
(vgl. auch Fig. 8) aufgetragen, das aufgezeichnet und vom Nullpegel bis zum Spitzenpegel gemessen wird, während die
Ordinate die Spannung E_ wiedergibt, gemessen vom Nullpegel
bis zum Spitzenwert der wiedergegebenen Spannung, die sich nach Verstärkung um 60 dB des Ausgangssignals ergibt, das
über einen Ring-Magnetkopf abgegriffen wird. Aus dem Vergleich der Kurven S1 bis Sfi in Fig. 7 mit der Vergleichskurve S läßt sich ersehen, daß die Wiedergabekennwerte
für die Proben S1 bis S erheblich besser liegen als die
' 6
der Vergleichsprobe S . Die Proben S1 bis Sß wiesen gemäß der Erfindung die oben erläuterte magnetische Aufzeichnungsschicht 12 über der Schicht 13 aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft auf. Wie sich aus der Kurve S in Fig. 7 ersehen läßt, kann bei einem herkömmlichen magnetischen Auf zeichnungsmediuni/das die Schicht 13 aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft nicht aufweist, keine Sättigung im reproduzierten Ausgangssignal erreicht werden, wenn dieses zuvor mit dem Magnetkopf 14 aufzeich-
der Vergleichsprobe S . Die Proben S1 bis Sß wiesen gemäß der Erfindung die oben erläuterte magnetische Aufzeichnungsschicht 12 über der Schicht 13 aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft auf. Wie sich aus der Kurve S in Fig. 7 ersehen läßt, kann bei einem herkömmlichen magnetischen Auf zeichnungsmediuni/das die Schicht 13 aus einem Material mit geringer Koerzitivkraft nicht aufweist, keine Sättigung im reproduzierten Ausgangssignal erreicht werden, wenn dieses zuvor mit dem Magnetkopf 14 aufzeich-
35 ne-t worden ist.
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Wie ein Vergleich der Kurven S.., S2 und S3 in Fig. 7
zeigt, werden die Werte des wiedergegebenen Ausgangssignals mit ansteigender Dicke der Schicht 13 mindestens
im Bereich von 0,5 μπι (Kurve S) über 1,0 μΐη (Kurve S3)
bis 2,0 μΐη (Kurve S.) besser. Wie bereits erwähnt, läßt
sich jedoch bei einer Schichtstärke der Schicht 13 über 3,0 pm keine weitere Verbesserung oder ein weiteres Ansteigen
der Ausgangskennlinie erzielen- Wird umgekehrt die Dicke der Schicht 13 aus Material mit geringer Koerzitivkraft
kleiner als 0,1 μπι gewählt, so hat sie praktisch keinen Einfluß auf die Qualität des vom magnetischen
Aufzeichnungsmedium abgreifbaren Ausgangssignals.
Obgleich die Fig. 7 die Eingangs-/Ausgangskennlinien für einzelne Proben von magnetischen Aufzeichnungsmedien mit
erfindungsgemäßen Merkmalen zeigt, bei denen die Signalaufzeichnung mit einem Einzelpol-Magnetkopf gemäß Fig.
vorgenommen wurde, lassen sich ähnlich bessere Eingangs-/ Ausgangskennlinien erzielen, wenn die Vertikalaufzeichnung
mit anderen Typen von Magnetköpfen oder solchen mit anderen Abmessungen vorgenommen wird. In Fig. 9 entspricht
die Kurve S2 der Kurve S von Fig. 7 und verdeutlicht
in analoger Weise die Eingangs-/Ausgangskennlinie der Probe S^ des magnetischen Aufzeichnungsmediums aus Tabelle
I, wenn die Signalaufzeichnung mittels des einpoligen Magnetkopfs 14 vorgenommen wird. In ähnlicher Weise
verdeutlichen die Kurven H2 und H in Fig. 9 die Eingangs-/Ausgangskennlinien
des gleichen magnetischen Aufzeichnungsmediums, also der Probe S- aus Tabelle I, wenn
die Signalaufzeichnung mit einem einpoligen Magnetkopf 14a
bzw. 14b vorgenommen wird, wie er in den Fig. 4 bzw. 5 veranschaulicht ist.
Der magnetische Aufzeichnungskopf 14a in Fig. 4 ist im wesentlichen ähnlich aufgebaut wie der zuvor beschriebene
Magnetkopf 14; er unterscheidet sich lediglich darin,
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daß die Kerne 16a bzw. 17a aus Nickel-Zinkferrit oder Mangan-Zinkferrit an gegenüberliegenden Seiten des mittig
angeordneten plattierten Permalloyfilms angeordnet sind,
der als magnetischer Hauptpol 15a dient, und daß die genannten seitlichen Kerne an den Enden, also gegen das in
Fig. 4 nicht gezeigte magnetische Aufzeichnungsmedium,
nicht abgeschrägt sind. Im Falle des Magnetkopfs 14a weist der magnetische Hauptpol 15a in der Mitte des Kopfs
eine Stärke von t = 1,6 μπι auf und steht um einen Abstand
1 = 500 μπι gegen das Magnetmedium über die angrenzenden unteren Enden der Kerne 16a bzw. 17a hinaus, die jeweils
eine Dicke von T = 700 μπι aufweisen. Schließlich sind
auch beim Magnetkopf 14a die Kerne 15a, 16a und 17a durch
eine Erreger- oder Aufzeichnungswicklung 18a mit 100 Win-
15 düngen umgeben.
Beim in Fig. 5 dargestellten Magnetkopf 14b bildet wiederum ein plattierter Permalloyfilm mit einer Dicke von
t = 1,6 μπι den magnetischen Hauptpol 15b, der am einen
20 Ende gegen das in Fig. 5 nicht gezeigte magnetische
Aufzeichnungsmedium zu um einen Abstand 1 = 500 μπι über
das benachbarte Ende eines einzigen zusätzlichen Kerns 16b aus Nickel-Zinkferrit oder Mangan-Zinkferrit übersteht,
der eine Dicke von T = 700 μΐη aufweist und dazu dient, eine magnetische Sättigung des magnetischen Hauptkerns
oder -pols 15b zu verhindern. Der magnetische Hauptpol 15b und der zusätzliche einzelne Kern 16b sind
wiederum durch eine Erreger- oder Aufzeichnungswicklung 18b umgeben, die ebenfalls 100 Windungen aufweist.
In Fig. 9 verdeutlichen die Kurven H. und H5 die Eingangs-/
Ausgangskennlinie des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der oben erläuterten Probe S2,
wenn die Signale mittels eines Magnetkopfs aufgezeichnet werden, der in Fig. 6 dargestellt und mit Bezugshinweis
14c bezeichnet ist. Diese Magnetkopfart enthält einen
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magnetischen Hauptpol 15c mit einer Dicke t, der auf einer Seite der Bewegungsbahn des Aufzeichnungsmediums
10 so angeordnet ist, daß er der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12 gegenübersteht. Weiterhin ist ein magnetischer
Hilfspol 16c vorhanden, der gegen den magnetischen Hauptpol 15c einen Abstand d aufweist und auf der
gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsmediums angeordnet
ist und der die Erreger- oder Aufzeichnungswicklung
18c trägt. Die für die Eingangs-/Ausgangskennlinien entsprechend den Kurven H und H1. in Fig. 9 verwendeten
Aufzeichnungsmagnetköpfe sind insoweit ähnlich dimensioniert,
als die Dicke T des magnetischen Hilfspols ebenfalls 700 μπι beträgt und die Erregerwicklung 18c 100 Windungen
aufweist. Der Abstand d zwischen dem magnetischen Hilfspol 16c und dem magnetischen Hauptpol 15c beträgt
100 μπι. Der magnetische Aufzeichnungskopf 14c, der bei
der zur Eingangs-/Ausgangskennlinie entsprechend Kurve H. führenden Messung verwendet wurde, wies eine Dicke
t des magnetischen Hauptpols 15c von 1,6 μΐΗ auf, während
der Magnetpol 15c für die Werte der Eingangs-/Ausgangskennlinie entsprechend Kurve H^ eine Dicke t von 3,2 μπι
aufwies.
In Fig. 10 stellen die Kurven S', S1 und S1 die Freguenzgangkennlinien
der vom magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung abgreifbaren Ausgangssignale
entsprechend den Proben S1, S? bzw. S_ in obiger Tabelle I
dar. Zur Bestimmung der Frequenzgänge gemäß Fig. 10 wurde der einpolige Magnetkopf 14a gemäß Fig. 4 bei der Aufzeichnung
und ein Ring-Magnetkopf mit einer Spaltlänge von 1,0 μπι bei der Signalwiedergabe verwendet. Auf der
Abszisse ist die Aufzeichnungsdichte in KBPI, d. h. in 1000 Bits pro Inch aufgetragen, was selbstverständlich
der Frequenz des aufgezeichneten Signals für den Fall entspricht, daß die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums
konstant ist, beispielsweise 9,5 cm/sec beträgt. Auf der Ordinate in Fig. 10 ist wiederum die abgreif-
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bare Ausgangsspannung E aufgetragen, die der Differenz
zwischen dem Pegel Null und dem Spitzenwert der wiedergegebenen Spannung entspricht nach Verstärkung des Ausgangssignals
des ringförmigen Wiedergabemagnetkopfs um 60 dB.
Zu Vergleichszwecken wurde auch in Fig. 10 eine Kurve S1
aufgenommen, die den Frequenzgang eines bekannten magnetischen
Aufzeichnungsmediums, also der Probe S in Tabelle
I wiedergibt, d. h. eines Aufzeichnungsmediums, das die
Schicht 13 aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft nicht aufweist. Fig. 10 enthält außerdem eine Kurve S" ,
die ebenfalls einer gemessenen Frequenzgangkennlinie eines bekannten magnetischen Aufzeichnungsmediums S ohne die
Schicht 13 entspricht, jedoch für den Fall, daß die Signalaufzeichnung über den magnetischen Aufzeichnungskopf 14c
der Fig. 6 erfolgt, der eine Dicke t des magnetischen Hauptpols 15c von 3,2 μΐη aufweist. Schließlich entspricht
die Kurve S_ in Fig. 10 dem gemessenen Frequenzgang eines
20 herkömmlichen 7*-Fe „0_-Magnetbands.
Aus den Fig. 7, 9 und 10 ist ersichtlich, daß magnetische
Aufzeichnungsmedien mit erfindungsgemäßen Merkmalen sich
durch eine Aufzeichnungsempfindlichkeit und einen Frequenzgang der wiedergebbaren Ausgangssignale auszeichnen, die
wesentlich besser sind als die entsprechenden Kennwerte von bekannten magnetischen Aufzeichnungsmedien.
Bei den oben in Einzelheiten erläuterten Proben eines erfindungsgemäßen
magnetischen Aufzeichnungsmediums war die magnetische Aufzeichnungsschicht 12 direkt über der Schicht
13 aus einem Material niedriger Koerzitivkraft aufgebracht (vgl. Fig. 2). Fig. 11 dagegen zeigt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
10' - ebenfalls mit erfindungsgemäßen Merkmalen - bei dem eine Zwischenschicht 19 aus einem
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nichtmagnetxschen Material zwischen der magnetischen Aufzeichnungsschicht
12' und der auf die nichtmagnetische Unterlageschicht 11' aufgebrachten Schicht 13 aus einem Material
mit niedriger Koerzitivkraft angeordnet ist. Bei diesem Aufzeichnungsmedium 10' kann durch die nichtmagnetische
Zwischenschicht 19 die Adhäsion oder Haftung der magnetischen Schicht 12' verbessert werden, und außerdem
wird eine Diffusion zwischen der Schicht 13' und der magnetischen Aufzeichnungsschicht 12' vermieden. Die nichtmagnetische
Zwischenschicht 19 kann aus einem geeigneten Isoliermaterial bestehen, etwa aus SiO , TiO3, Al O3 und
dergleichen, oder aus Metall, etwa aus Titan, Chrom, Aluminium, Molybdän, Wolfram, Kupfer, Silber und dergleichen.
SQ§8tS/Qi§3
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Claims (9)
- PATENTANWÄLTETER MEER - MÜLLER - STEINMEISTERD-80OO München 22 D-4800 BielefeldTriftstraße 4 Siekerwall 7Case S78P8O 29. September 1978SHUN-ICHI IWASAKI, 1-11-35, Kunimi, Sendai-shi, Miyagi-ken,JapanSONY CORPORATION, 7-35, Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku,Tokyo, JapanFUJITSU LIMITEDMagnetisches Aufzeichnungsmedium für senkrechte SignalaufzeichnungPriorität: 30. September 1977, Japan, Nr. 118424/77PATENTANSPRÜCHEή Magnetisches Aufzeichnungsmedium für senkrechte Signalaufzeichnung mittels eines einpoligen Aufzeichnungs-Magnetkopfs, gekennzeichnet durch - eine erste dem Magnetkopf (14) gegenüberstehende Oberflächenschicht (12) des Aufzeichnungsmediums (10),die aus einer Chrom-Cobalt-Legierung mit einem Gehalt von etwa 5 bis 20 Gew.-% Chrom besteht und eine Stärke von nicht mehr als 3,0 μΐη sowie eine im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche stehende, leicht magnetisierbare Vorzugsrichtung aufweist, und909815/0863Sony Corp.TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER S78P8O- eine auf der vom Magnetkopf abgekehrten Seite der ersten Schicht angeordnete zweite Schicht (13) mit einer Schichtstärke von mindestens 0,1 μπι aus einem Material geringer Koerzitivkraft, die nicht größer ist als ein Fünftel der Koerzitivkraft der ersten Schicht.
- 2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine nichtmagnetische Trägerschicht (11) auf der der ersten Schicht (12) abgekehrten Seite der zweiten Schicht (13).
- 3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Schicht
(19) aus nichtmagnetischem Material zwischen der ersten
und zweiten Schicht zur Verbesserung der Adhäsion der ersten Schicht und zur Verhinderung einer Diffusion zwischen der ersten und zweiten Schicht. - 4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht eine Koerzitivkraft von
etwa 239 A/cm bis 1592 A/cm (300-2000 Oe) aufweist. - 5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht eine Sättigungsmagnetisierung von 10 bis 110 mT (100-1100 Gauss) aufweist.
- 6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Stärke im Bereich von etwa 0,1 bis 0,3 μπι aufweist.909815/0863Sony Corp.TER MEER · MOULER ■ STEINMEISTER S78P8O
- 7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Stärke im Bereich von etwa0,5 bis 3,0 μπι aufweist.
- 8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Schicht eine nichtmagnetische Schicht angeordnet ist.
- 9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht mittels eines Zerstäubungsverfahrens aufgebracht worden ist.909315/0863
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