DE2905037A1

DE2905037A1 - Magnetisches material fuer aufzeichnungsmedien

Info

Publication number: DE2905037A1
Application number: DE19792905037
Authority: DE
Inventors: Tunehide Naruse
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1979-02-09
Publication date: 1979-08-16
Also published as: DE2905037C2; JPS54107709A; US4239637A

Description

230503?

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Material für Magnetauf zeiclmungsmedien, wobei dieses Material zu dem Typ gehört, der nadeiförmige Teilchen einer magnetischen Substanz enthält.

Magnetaufzeichiiungsmedien wie Bänder für die Magnetaufzeichnung werden üblicherweise durch Beschichten einer Kunststoffunterlage mit einem magnetischen Material, wobei dies eine Dispex^sion eines magnetischen Pulvers in einem in flüssiger Phase vorliegenden Bindemittel ist, und anschließendes Verfestigen des Bindemittels auf der Unterlage durch Trocknen hergestellt. Zur Herstellung eines Magnetbandes, das ein relativ hohes Rechteckverhältnis aufweist, wird üblicherweise ein magnetisches Material verwendet, deren magnetischer Bestandteil ein magnetisches Pulver mit nadelähnlicher oder nadelförmiger Teilchengestalt ist, und die mit dein magnetischen Material beschichtete Unterlage wird durch ein Magnetfeld vor dem Trocknen der Beschichtung durchgeführt, um die nadeiförmigen Teilchen derart auszurichten, daß die Hauptachse eines jeden Teilchens parallel zur Richtung des Magnetfeldes zu liegen kommt. Ein durch einen solchen Orientierungsprozeß hergestelltes Band mit hohem Rechteckverhältnis zeigt ausgezeichnete Aufzeichnungs- und V/i e der gab eeigenschaften.

Theoretisch kami das Rechteckverhältnis des Bandes dadurch erhöht werden, daß die Magnetfeldstärke zur Ausrichtung bzw. Orientierung erhöht wird. In der Praxis ist es jedoch beinahe unmöglich, die Stärke eines Magnetfeldes zur Ausrichtung auf mehr als etwa 3000 Oersted mit Hilfe eines Permanentmagneten zu bringen. Im Fall der Verwendung einer Spule sind eine sehr große Apparatur und eine entsprechende Kraftquelle erforderlich, um ein Magnetfeld mit einer gewünschten, hohen Stärke zu erzeugen. Daher gibt es eine Grenze hinsichtlich der Magnetfeldstärke für den Orientierungsprozeß. Außerdem besteht bei der Anwendung eines Magnetfeldes mit übermäßig hoher Stärke bei dem Band zum Zwecke der Orientierung die Neigung, die Oberflächenglätte der magnetischen Beschichtung negativ zu beeinflussen. 909833/0755

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Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten, magnetischen Materials, das nadeiförmige Teilchen einer magnetischen Substanz enthält, für Magnetaufzeichnungsmedien, wobei das magnetische Material ein höheres Rechteckverhältnis aufweist und bei dem die nadeiförmigen Teilchen in einer magnetischen Schicht leichter ausgerichtet v/erden können, welche durch Auftrag des magnetischen Materials auf eine Unterlage eines Aufzeichnungsmediums gebildet wird, als dies bei konventionellen magnetischen Materialien, welche analoge, nadeiförmige Teilchen etithalten, der Fall ist.

Das magnetische Material gemäß der Erfindung umfaßt nadeiförmige Teilchen einer magnetischen Substanz und ein Ferritpulver in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-vo der nadeiförmigen Teilchen.

Es ist besonders bevorzugt, daß die Teilchen des Ferritpulvers im allgemeinen kugelförmig oder im allgemeinen ellipsoid in ihrer Gestalt sind.

Die nadeiförmigen Teilchen bestehen aus einer bekannten, magnetischen oubstanz wie Eisenoxid, Eisen oder einer Legierung von ferromagnetische!! Metallen. Der Ferrit wird aus konventionellen Ferriten wie Mn-Ferriten, Zn-Ferriten und Hi-Ferriten ausgewählt.

Typischerweise liegt ein magnetisches Material gernäß der Erfindung in Form einer gleichförmigen Dispersion der nadeiförmigen Teilchen einer magnetischen Substanz und. der allgemein kugelförmigen oder ellipsoiden Teilchen des Ferrites in den zuvorgenannten Anteilen der Ferritteilchen zu den nadeiförmigen Teilchen in einem Dispersionsmedium, welches ein als Bindemittel dienendes Hochpolymeres enthält, vor, gegebenenfalls zusammen mit konventionellen Zusatzstoffen wie einem Dispergiermittel und einem Gleitmittel.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläut erb.

Beispiel 1

Es wurde ein Dispersionsmedium durch Auflösen von 25 Gewichtsteilen eines Bindemittels in Form eines Gemisches eines Polyurethanelastomeren und eines Copolymerisates von Polyvinylchlorid mit Polyvinylacetat in 250 Gewichtsteilen eines Lösungsmittels in Form eines 1:1:1-Vo Ium enger.iisch.es von Toluol, Hethyläthylketon und Hethylisobutylketon hergestellt.

Eine standardmäßige, magnetische Beschichtungsmasse wurde hergestellt, indem 100 Gewichtsteile der nadelförraigen Teilchen (deren Achsenverhältnis etwa 5^;1 bis etwa Λ1Ά betrug und die 0,6/um mittlere Länge aufwiesen) von 2Γ -l^ilep0₇ zu 275 Gewichtsteilen des Dispersionsrnediurns zusammen mit 1 Gewichtsteil Dispergiermittel (Sojabohnenlecithin), 5 Gewichtsteilen Gleitmittel (Gemisch von ölsäure und Gilikonöl) und 5 Gewichtsteilen von fein gepulvertem Graphit zugesetzt wurden und dann das erhaltene Gemisch 20 Stunden zur Bildung einer gleichförmigen Dispersion gerührt wurde. ITach der gleichen /arbeitsweise wurden sieben Ansätze von magnetischen Bcschichtiinpjsmassen hergestellt j welche zusätzlich ein Ferril;ptilver enthielten, wozu 0,5; 1; 5; 10; 15; 20 und 25 Gewichtsteile von im allgemeinen kugelförmigen Teilchen mit einen mittleren Durchmesser von etwa O₂ 35/'-U¹I von Hn-Zn-F err it zn. 275 Gewichtsteilen dos Dispersionsmodiums zusammen mit den y"-l^ile_o0₇-Teilchen und den bei der standardmäßigen, magnetischeii BeschichtungomaaGe verwendeten Zusätzen zugegeben wurden»

Diese magnetischen Beschichtungsmassen wurden o^eweil^G &&£ eine 12 im dicke Polyesterfolie aufgebracht,' um eine magnetische Beschichtung mit einer Dicke nach dem Trocknen von etwa 6 /Um herzustell en_o Die Beschichtung der Folie mit jeder magnetischen Beschichtungsmasse ΐ/urde nach einem kontinuierlichen Verfahren

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durchgeführt, und die "beschichtete Folie im nassen Zustand wurde durch ein Magnetfeld mib einer otärke von 2200 Oersted, das durch eine konventionelle Hagnetfeldorienticrungsapparatur erzeugt vmrde, zur Orientierung der nadeiförmigen, magnetischen Teilchen in der Beschichtung durchgerührt. Danach wurden die beschichteten Folien getrocknet, einem Kalandrieren unterzogen und atif eine vorbestimmte Breite geschnitten. Die magnetischen Eigenschaften der so hergestellten Ilagnetbänder sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.

	TiYBELLE T	Koerzitiv— Maximale kraft Hagnetfluß- (Oe) dichte (Gauss)	1350	Rechteck verhältnis (Hs)
		320	1360	0,79
Ilen ge an. Hn-Zn-Ferrit (Gew.-Teile)	Dicke der magnetischen Beahidibung (,um)	320	1555	0,81
0	6,0	320	1342	0,83
0,5	6,1	320	1330	0,84
1	6,0	325	1310	0,84
5	6,2	328	1270	0,84
10		325	1200	0,83
15	6,4	330	p„ .. Rentliche Ilagnctflußdichte	0,03
20	6,4
25	6,3
Anmerkung

V/i ο aus der Tabelle I ersichtlich, bewirkte die Zugabe des Fcrritpulvers zu dem standardmäßigen, magnetischen Material (Beschichtungsmasse) bei diesem Beispiel eine Erhöhung von etwa 2-5 % beim Rechteckverhältnis Rs. Der Effekt war merklich, selbst wenn die Menge des Ferrites 0,5 Gew.-/o, bezogen auf das <T -Fe₂O^-PuIver, d.h. die nadeiförmigen Teilchen, betrug. Jedoch erreichte das Rechteckverhältnis Haximalwerte,

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wenn die Henge an Ferritpulver 5-15 Gew.-'/o des T -FegO^ "betrug, und es trat eine Erniedrigung der maximalen Hagnetflußdichte auf, wenn die Menge des Ferritpul vei\s über 5 Gew.-% der nadeiförmigen, magnetischen Teilchen erhöht wurde.

Aus den Ergebnissen zahlreicher Versuche einschließlich der hier "beschriebenen Beispiele ergab sich ein bevorzugter Bereich in der Henge der Fer.ritteilchen in einem magnetischen Material gemäß der Erfindung zu etwa 0,5 bis etwa 20 Gew.-Jo der nadeiförmigen, magnetischen Teilchen.

Vorzugsweise besitzen die Ferritteilchen in einem magnetischen Material gemäß der Erfindung eine mittlere Teilchengröße (Durchmesser) im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 2,0 um. Weiterhin ist es wesentlich, daß die Teilchengröße des Ferritpulvers nicht größer als die Dicke einer magnetischen Schicht in einem aus einem solchen magnetischen Material herzustellenden Aufzeichnungsmedium ist. Falls die Teilchengröße des Ferrites größer als die Dicke der magnetischen Schicht ist, ragen die Ferritteilchen in der magnetischen Schicht teilweise aus der oberen Oberfläche der magnetischen Schicht hervor und wurden die unerwünschte Erscheinung wie eines Ausfalls während der Verwendung des Aufzeichnungsmediums bewirken. Hinsichtlich der Teilchengestalt ist es bevorzugt, wenn die Ferritteilchen im allgemeinen kugelförmig oder im allgemeinen ellipsoid sind, d.h. wenn sie eine abgerundete Gestalt besitzen, da die Anwesenheit von Ferritteilchen mit spitzer oder scharfkantiger Gestalt in der magnetischen Schicht eines Aufzeichnungsmediums die Abnutzung der Magnetköpfe für die Aufzeichnung und die Wiedergabe beschleunigen könnte.

Beispiele von konventionellen Ferriten, die bei der Erfindung besonders geeignet sind, sind Mn-Ferrit, Hi-Ferrit, Zn-Ferrit, Go-Ferrit, Cu-Ferrit, Mg-Ferrit und hieraus zusammengesetzte Ferrite. Magnetit und Maghämit sind ebenfalls brauchbar.

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Die nadeiförmigen, magnetischen Teilchen in einem magnetischen Material gemäß der Erfindung unterscheiden sich nicht von denjenigen in konventionellen, magnetischen Haterialien für Aufzeichnungsmedien. Beispiele von brauchbaren, magnetischen Substanzen sind j^-FepO^, Co-enthaltendes T-Fe₂O₇, Fe₇₁Oy₁, Co-enthaltendes Fe^O₇I, Fe, Fe-Co-Legierungen und Fe-Co-Ni-Legierungen, gegebenenfalls unter Zusatz eines anderen oder mehrerer anderer metallischen Elemente. Die Auswahl einer magnetischen Substanz kann beliebig getroffen werden, jedoch ist es erforderlich, daß die ausgewählte, magnetische Substanz in Form vonfeinen und nadeiförmigen Teilchen verwendet wird, die eine Orientierung in einen Hagnetfeld von vernünftiger Stärke erfahren. Vorzugsweise besitzen die nadeiförmigen, magnetischen Teilchen eine mittlere Länge im Bereich von etwa 0,3 bis etwa 2,0 um.

Beispiel· 2

Eine standardmäßige, magnetische Beschichtungsnasse wurde hergestellt, indem 100 Gewichtsteile von nadeiförmigen Teilchen von Co-enthaltenden Fe₇O^ (mittlere Länge etwa 0,8 um, Achsenverhältnis von etwa 5:i bis etwa 17:1) in 275 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 verwendeten Dispersioncmediums zusammen mit 1 Gewicht steil eines Dispergiermittels (Sojabohrienlecithin) , 3 Gewichtsteilen Gleitmittel (Gemisch von Ölsäure und Silikon-Öl) und 3 Gewichtsteilen von fein gepulvertem Graphit nach der in Beispiel 1 angegebenen Arbeitsweise dispergiert wurden. Nach der gleichen Arbeitsweise wurden drei Ansätze von magnetischen Beschichtungsmassen hergestellt, welche zusätzlich ein Ferritpulver enthielten, indem 0,5; 20 und 25 Gewichtsteile von im allgemeinen kugelförmigen Teilchen von Hn-Ferrit (mittlerer Durchmesser von etwa 1,2 um) zu 275 Gewichtsteilen des Dispersionsmediums zusammen mit den Co-Fe^Oy.-Teilchen und den in der standardmäßigen, magnetischen BeSchichtungsmasse verwendeten Ziisätzen zugegeben wurden.

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Unter Verwendung dieser magnetischen Beschichtungsmassen wurden vier Arten von Magnetbändern, tiach der Hetliode von Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die Stärke des Magnetfeldes zur Orientierung 1800 Oersted betrug. In der folgenden- Tabelle II sind die magnetischen Eigenschaften" dieser Hagnetbünder angegeben.

TiIBELLE II

Menge an Dicke der Koerzitiv- Maximale

Hn-Ferrit magnetischen kraft flagnet-

(Gew.-Teile) Beschichtung (Oe) flußdichte

(um) (Gauss)

o_s5

20

25

4,5 4 4 4,6 4,3

595
600
608
610

1460 1450 1374-1320

Eechteckverhältnii

0,81 0,83 0,85 0,84

Beispiel 3

Es wurde eine ntandardmäßige, magnetische Boschichtungsmaose horgeatellt, indeia 100 Gewicht steile von nad eiförmigen Teilchen von Co-onthaltondeTa J^-Ii^O,- (mittlere Länge etwa 1,5 lxia und Achnonverhältnis von etwa 5"·1 his etwa 17:1) iu 270 Gewichtsteilen einen Uisperslonsmodiunis, wobei dies eine Lösung von 20 Gewichts bellen eines Bindemittels (eines Gemisches von Nitrilkautschule und eines Copolr/merisates aus Polyvinylchlorid mit Polyvinylacetat) in 250 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 verwendeten Lösungsmittels war, zusammen mit 1 Gewichtsteil oojabohnenlecithin, 3 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 verwendeten Gleitmittels und 5 Gewichtsteilen von fein gepulvertem Graphit entsprechend der Arbeitsweise'von Beispiel 1 dispergiert wurden_o Nach der gleichen Arbeitsweise wurden drei Ansätze von magnetischen Beschichtungnmassen hergestellt, welche zusätslich Zn-Ferrit enthielten, indem 0,5; 20 bzw« 25 Gewichts-

teile Zn-I''erritpulver, wobei dies in der Gestalt zwischen kugelförmigen und ellipsoiden Teilchen von etwa 2,0 um mittlerer Teilchengröße (Dtixchmesser) vorlag, zu 270 Gcwichtsteilen de." Dispei^siotismediums zusammen mit den iiadelförmigen, magnetischen Teilchen und den in der standardmäßigen, magnetischen Beschichtungsmasse verwendeten Zusätzen zugesetzb wurden.

Unter Verwendung dieser magnetischen Beschichtungsmassen wurden vier Arten von Hagnctbändcrn nach der Ilcthode von Beispiel 1 hergestellt. In der folgenden Tabelle III sind die magnetischen Eigenschaften dieser Magnetbänder zusammengestellt.

TABELLE III

Menge an Dicke der Koerzitriv- Maximale Hechteck-

Zri-ITerrlt magnetischen kraft Ilagnet- verhältnis

(Gew.-Teile) Beschichtung (Oe) flußdichte (Rs)

(um) (Gauss)

0	4.5	655
0,5	4,2	660
20	4.5	G75
25	4,G	680

1560 0,82

1260 0,87 1210 0,85

l/ie sich hieraus ei'gibt, ist ein erfindtmgsgemäßes, magnetisches Haterial bei der Herstellung von verschiedenen Arten von I-lagnotauf zeichmmgsmedien wie liagnetbänder-n und llagnetfolien füx^ Ton- und Video-Aufzeichnungsgeräte und für Hagnetkax'ten für Comptiter vorteilhaft, und durch die Verwendung eines solchen magnetischen Materials wird es möglich, ein verbessertes ßochteckverhältnis bei den Aufzeichnungsmedien nach einera konventionellen Orientierungsprozeß, und zwar unter Verwendung eines solchen magnetischen Materials in l'Orm einer Dispersion der¹ nadeiförmigen, magnetischen Teilchen und der Eerritteilchen In einem üblichen Bindemittel, zu erreichen,

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Claims

PATENTANWÄLTE

MANSTZ, FiNSTERWALD & QRÄMKOW

DEUTSCHE PATENTANWÄLTE

DR GERHART MANITZ OIPI PHYS

VICTOR COHPAHY ÖF JAPAIT. LIMITED Manfred finsterwald oipl-ing.dipl-wirtsch-ing

' WERNER GRAMKOW DiPi ing

Hb. 3-12, Horiya-cho, Kanagawa-ku dr. heliane heyn dipl-chem

BRITISH CHARTERED PATENT AOFNT

Yokohama Cit.y, Japan ^{JAMts G} morgan β se <phy.sι. d μ s

/IKiEI ASH! Nl Vi HIFIt '.EH ΠΠΜ F UKOPAISCHEN ΡΛΤΓΝΙΛΜΤ FfFPHLSFNIATIVEr, PFF ΟΠΕ THE EUIIOPFAN PATENT ΟΠΊΓΕ MANDATAIEIES AGRfES PRES LOFFICE EUR0P6EN DES BREVETS

Unser Zeichen: Lo/Sv-V 2061 Hünchen, den 9.2.1973

Magnetisches Material für Aufzeichnungsmedien

Patentansprüche:

Iiagnetisches Material Cür Ilagnetaufzeichnungomedien, dadurch Gekennzeichnet , daß es nadelformige Teilchen einer nagnetisehen Substanz und ein Ferritpulver in einer Ilenge von etwa 0,5 Ms etvm 20 Govr.-'/d der nadeiförmigen Teilchen enthält.

2» Magnetincher. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet „ daß die Teilchen des Ferritpulvers eine abgerundete Gestalt haben,,

3» Magnetische.:: Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet j daß die abgerundete Gestalt eine im allgemeinen kugelförmige Gestalt ist.

4-0 Magnetisches Material nach Anspruch -2, dadurch gekennzeichnet j, daß die abgerundete Gestalt eine ±tn allgemeinen ellipsoidförmige Gestalt ist.

BAD ORIGINAL

MANlTZ FiNSTERlVALD HEYM MORGAN 6000 MÜNCHEN 22 ROBERT-KOCH STRASSE t TEL OTM) ?2 42 11 FEl EX 05 - 29672 PATMF

DlPL -ING. W GRAMKOW TOOOSTUTTGARTSO(BAOcANNSTATT) SEELBERGSIR ?Ί/25 TEL (07 II) 56 726t ZENTRALKASSEBAYER VOLKSBANKEN ■ MÜNCHEN KONTO NUMMER 7270 POSISCHECK MÜNCHEN 770 62 80S

5. Magnetisches Material nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Teilchen des ü'erritpulvers eine mittlere Teilchengröße im Bereich von etwa 0,2 mn "bis etwa 2,0 um "besitzen und daß die nadelförmigen Teilchen eine mittlere Länge im Bereich von etwa 0,3 Aim. bis etwa 2,0 um "besitzen.

6. Magnetisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es weiterhin ein Hoclrpolymeres als Bindemittel enthält, wobei die nadeiförmigen Teilchen und das .Ferritpulver gleichförmig in dem Bindemittel dispergiert sind.

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