DE3856088T2

DE3856088T2 - Verfahren zur Verbesserung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers und magnetischer Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE3856088T2
Application number: DE3856088T
Authority: DE
Inventors: Yasuhisa Yamauchi; Yoshitaka Yasufuku
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2008-10-15
Also published as: EP0312074B1; US5055349A; EP0312074A2; DE3856088D1; EP0312074A3

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetische Aufzeichnungsmedien, wie Magnetband, Magnetfolie und Magnetscheibe.

Hintergrund der Erfindung

Seit kurzer Zeit werden eine längere Aufzeichnungszeit und eine höhere Aufzeichnungsdichte für magnetische Aufzeichnungsmedien, wie Magnetband, stark nachgefragt. Um eine höhere Aufzeichnungsdichte zu erzielen, ist ein dünneres und längeres magnetisches Aufzeichnungsband erforderlich. Ein dünnerer Basisfilm, der für ein dünneres Band unabdingbar ist, resultiert jedoch in einer Verminderung der Steifigkeit des Bandes; die Bandränder werden beim Laden oder Entladen leicht beschädigt oder wenn eine momentane starke Zugkraft auf das Band ausgeübt wird, wird es manchmal deformiert, was zu einer Verzerrung der aufgenommenen Daten führt. Ein üblicher Basisfilm für ein magnetisches Aufzeichnungsband ist ein biaxial gestreckter Polyethylenterephthalat- Film, insbesondere ein sogenannter "super tensilized"-Film, der für eine längere Aufnahmezeit vorgesehen ist, und einen höheren Young-Modul in Laufrichtung aufweist. Der maximal mögliche Young-Modul eines Polyethylenterephthalat-Films in Querrichtung beträgt ungefähr 800 kg/mm². Ein höherer Young-Modul in Laufrichtung führt in unvermeidbarer Weise zu einem kleineren Young-Modul in Querrichtung, und dementsprechend können die Ränder eines solchen Aufzeichnungsbandes während des Laufens leichter beschädigt werden. Andererseits resultiert eine Erhöhung des Young-Moduls in Querrichtung bei einem Filmherstellungsverfahren in unvermeidbarer Weise in einem nicht ausreichenden Young-Modul in Laufrichtung, und dementsprechend verursacht ein schlechter Kontakt zwischen dem Film und dem Magnetkopf Fluktuation des Output-Levels.
Ein durch einen hohen Streckgrad mit einem höheren Young-Modul versehener Basisfilm ist nachteilig, da die beim Filmbildungsprozeß verursachte Verformung bleibt und zu einer schlechten Dimensionstabilität führt. Ein hoher Streckgrad ist wegen der niedrigen Produktausbeute darüber hinaus nachteilig.
Dieser Typ Basisfilm erfordert im wesentlichen die Verfahren der thermischen Relaxation und/oder Alterung, um Restverformung zu eliminieren, was die Auswahl und Kombination der Produktionsbedingungen für die Bänder komplizierter und schwieriger macht.
Daher bestand eine Beschränkung der Steifigkeit üblicher magnetischer Aufzeichnungsmedien, und wie oben erwähnt fehlt dünneren Aufzeichnungsmedien Dauerhaftigkeit, Beständigkeit gegen Beschädigung und Konservierbarkeit der aufgezeichneten Daten. Im wesentlichen erfüllen solche Aufzeichnungsmedien nicht jedes Erfordernis für Aufzeichnungsmedien, das mit einer längeren Aufnahmedurchführung verbunden ist.
Als Ergebnis einer weiter verbreiteten Verwendung von eingebauten Videorecordern vom Kameratyp werden die Kassettenbänder häufig harten Bedingung draußen und in Autos unterworfen. Dementsprechend benötigen die Bänder in zunehmenden Maß eine Dimensionsstabilität, die Verformung verhindert, und dies wiederum erfordert Dimensionsstabilität des Basisfilms.
Zwischenzeitlich wird magnetisches Pulver einer kleineren Partikelgröße häufiger verwendet, da die Dichte und das S/N-Verhältnis magnetischer Aufzeichnungsmedien, insbesondere für Videorecorder und Computer, höher wird.
Im allgemeinen wird angenommen, daß das S/N-Verhältnis eines magnetischen Aufzeichnungsmediums proportional zur Quadratwurzel der Anzahl der magnetischen Partikel im Aufzeichnungsmaterial ist, die verantwortlich ist für das Aufzeichnen und das Reproduzieren von Daten, und dementsprechend ist das S/N-Verhältnis besser, wenn die Partikelgröße des verwendeten Magnetpulvers kleiner ist.
Die Verwendung feinerer magnetischer Partikel mit einem größeren BET- Wert (spezifische Oberfläche, bestimmt durch die Brunauer-Emmett- und Teller-Gleichung) resultiert in einer glatteren Oberfläche der magnetischen Schicht und einem kleineren Raumverlust. Diese Tatsache ist vorteilhaft bei der Erzielung besserer elektromagnetischer Umwandlungseigenschaften.
Andererseits zerstört eine zu glatte Oberfläche der magnetischen Schicht, die für eine höhere Aufzeichnungsdichte vorgesehen ist, die Laufeigenschaften des Magnetbandes, was das zu lösende Problem war. Ein solches Aufzeichnungsmedium reibt während der Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Operation stark den Magnetkopf, und der Anstieg der Kontaktfläche und der Reibungsfaktor verursacht wiederum verschlechterte Laufeigenschaften. Ein solcher Fall, wie oben erwähnt, verursacht darüber hinaus ungünstige Probleme, wie Abreibung der magnetischen Schicht bei wiederholter Verwendung, Ablösung der magnetischen Partikel und Zusammenballungen der abgelösten Partikel auf dem Magnetkopf. Ein dünneres magnetisches Band genauso wie eine superglatte magnetische Schicht verursachen Ankleben des Bands an der Bandführung, während das Band vorgespult oder aufgewickelt wird. Daher können die Laufeigenschaften eines magnetischen Bandes leicht verschlechtert werden. Diese Probleme resultieren in einer kürzeren Lebensdauer des Magnetbands und in negativen Wirkungen auf die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften, wie S/N-Verhältnis und RF-Output-Level.
Diese Probleme machen sich in zunehmenden Maße als Ergebnis der kürzlichen Entwicklungen von Magnetbändern höherer Qualität mit längerer Aufzeichnungszeit bemerkbar. Dementsprechend besteht ein großer Bedarf nach einem technologischen Durchbruch bei den Dilemma- Problemen von hochdichten magnetischen Aufzeichnungsmedien und dünneren Magnetbändern gegenüber besseren Laufeigenschaften und Dauerhaftigkeit der Magnetbänder.
EP-A-O 226 162 offenbart Polyethylen-2,6-naphthalat-Film für magnetische Aufzeichnungsbänder mit einem Young-Modul von nicht weniger als 800 kg/mm² und bevorzugt nicht weniger als 1300 kg/mm². Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften dieses Materials sind jedoch immer noch nicht zufriedenstellend. Dies gilt insbesondere für die Abrasionsbeständigkeit, Dauerhaftigkeit, Beständigkeit gegen Beschädigung und für die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften.
EP-A-O 192 032 offenbart ein magnetisches Aufzeichnungmedium, welches einen Basisfilm, eine auf der Oberfläche des Basisfilms vorgesehene magnetische Schicht und eine Rückseitenüberzugsschicht auf der anderen Oberfläche davon umfaßt, wobei die Rückseitenüberzugsschicht nichtmagnetische Partikel umfaßt, welche mindestens ein weiches anorganisches Pigment einer Härte von weniger als 5 in der Moh's- Härteskala und mindestens 1 hartes anorganisches Pigment einer Härte von nicht weniger als 5 in der Moh's-Härteskala mit nicht mehr als 0,2 von mittlerer Partikelgröße in einem Gewichtsverhältnis von 99:1 zu 50:50 umfaßt. Der Young-Modul des Materials ist jedoch in diesem Dokument nicht definiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, welches eine längere Aufzeichnungszeit ermöglicht und hervorragende Dauerhaftigkeit, Beständigkeit gegen Beschädigungen, Laufeigenschaften, Wiederholbarkeit, Alterungsbeständigkeit und Konservierbarkeit aufweist, wobei das magnetische Aufzeichnungsmedium hervorragende elektromagnetische Umwandlungseigenschaften zeigt und Zusammenballungen auf dem Magnetkopf vermeiden und die Datenverlustgeschwindigkeit vermindern kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend einen Träger aus einem Kunststoff mit einem hohen Young-Modul, auf dem Träger eine Magnetschicht, die ein ferromagnetisches Metallpulver, einen Ruß, einen Schmierstoff, einen Abrasivstoff und einen Binder umfaßt, und eine Rückseitenüberzugsschicht auf der der magnetischen Schicht entgegengesetzten Seite des Trägers, welche einen Ruß, gegebenenfalls nicht-magnetische Partikel und einen Binder und/oder Schmierstoffe umfaßt, wobei der Young-Modul des magnetischen Aufzeichnungsmediums in Laufrichtung nicht niedriger ist als 1100 kg/mm².

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figuren 1 und 2 sind teilweise vergrößerte Querschnitte, die ein Beispiel eines magnetischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung darstellen. Figuren 3 und 4 zeigen die Veränderung der Eigenschaften in Abhängigkeit von der Veränderung der Al-Gehalte.
Die Zahlen in Fig. 1 und 2 bedeuten das Folgende:
1 ... Träger
2 ... magnetische Schicht
3 ... Rückseitenüberzugsschicht (BC-Schicht)
4 ... Überzugsschicht (OC-Schicht)

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß ist der Young-Modul des magnetischen Aufzeichnungsmediums in Laufrichtung nicht geringer als 1100 kg/mm².
Ein größerer Young-Modul in Laufrichtung stellt die Steifigkeit eines magnetischen Aufzeichnungsmediums sicher, das einen dünneren Träger aufweisen kann. Diese Anordnung macht das magnetische Aufzeichnungsmedium nicht nur dünner, sondern verbessert auch die Beständigkeit gegen Beschädigungen, indem Schäden an den Rändern des magnetischen Aufzeichnungsmedium beim Laufen verhindert werden. Daher wird die Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums deutlich verbessert, und die Fluktuation des Outputs wird vermieden, da der Lauf des magnetischen Aufzeichnungsmediums positiv stabilisiert wird. Ein Young-Modul von nicht weniger als 1300 kg/mm² in Laufrichtung ermöglicht das Erzielen eines noch deutlicheren Effekts. Der bevorzugte Young-Modul ist jedoch nicht größer als 1800 kg/mm².
Eine Aufzeichnung mit höherer Dichte ist erfindungsgemäß möglich, da metallisches ferromagnetisches Pulver verwendet wird, welches das Bereitstellen eines Hochleistungs-Aufzeichnungsmediums ermöglicht.
Wie jedoch zuvor im Abschnitt "Stand der Technik" beschrieben, tendiert ein dünneres magnetisches Aufzeichnungsmedium dazu, eine schlechte Laufstabilität und Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu zeigen. Dieses Problem kann gelöst werden durch den synergistischen Effekt der Einarbeitung von Ruß in die magnetische Schicht genauso wie in die Rückseitenüberzugsschicht (im folgenden als BC-Schicht bezeichnet), wodurch die Laufstabilität und die Dauerhaftigkeit auf einem zufriedenstellenden Niveau aufrechterhalten werden; d.h. eine BC-Schicht verhindert das Ankleben der Rückseite eines Mediums und verbessert gemeinsam mit der Schmier-Wirkung von Ruß die Laufeigenschaften des Mediums, während in einer magnetischen Schicht eingearbeiteter Ruß zur Aufrechterhaltung der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften auf höherem Niveau und Verminderung des Reibungskoeffizienten der Magnetschicht beiträgt, so daß die Dauerhaftigkeit der Schicht deutlich verbessert wird, wodurch Zusammenballungen auf dem Magnetkopf genauso wie Datenverlust vermindert werden können.
Die Zugabe von Ruß zu einer BC-Schicht verbessert auch den lichtabschirmenden Effekt der BC-Schicht, und dadurch wird die optische Dichte des magnetischen Aufzeichnungsmediums verbessert. Dementsprechend kann die magnetische Schicht dünner werden, und dadurch kann eine sehr viel längere Aufnahmezeit erzielt werden.
Um die erfindungsgemäßen Wirkungen deutlicher auszuüben, ist die bevorzugte Menge an zur magnetischen Schicht zugegebenem Ruß 0,1 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile ferromagnetisches Metallpulver, während die bevorzugte zur BC-Schicht zugegebene Menge an Ruß in einem Bereich von 20 bis 100 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Binderharz liegt.
Die Zugabe nicht magnetischer Partikel zur BC-Schicht kann die Laufstabilität und Dauerhaftigkeit des Aufzeichnungsmediums positiv gewährleisten. In anderen Worten stabilisiert die BC-Schicht den Lauf des Mediums und verhindert das Anhaften der Rückseite des Mediums. Zusätzlich wurde die nicht-magnetische Partikel enthaltende BC-Schicht hinsichtlich der Dauerhaftigkeit und Beständigkeit gegen Beschädigungen verbessert, insbesondere hinsichtlich der Eigenschaften bei wiederholter Verwendung. Die Menge der zu der BC-Schicht zugegebenen nicht-magnetischen Partikel liegt bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 70 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Binderharzes.
Eine Dicke des magnetischen Aufzeichnungsmediums von nicht mehr als 9 µm ist vorteilhaft, da so eine längere Aufzeichnungszeit möglich wird. Eine Dicke der magnetischen Schicht von nicht mehr als 2,5 µm ist vorteilhaft, um ein dünneres magnetisches Aufzeichnungsmedium und eine längere Aufzeichnung zu ermöglichen.
Eine Dicke des Trägers von nicht mehr als 6,0 µm ist vorteilhaft zur Erzielung eines dünneren magnetischen Aufzeichnungsmediums. Die Dicke des Trägers ist bevorzugt nicht geringer als 3,5 µm, um eine vernünftige Steifigkeit des Mediums zu gewährleisten.
Wie oben beschrieben, kann die Verwirklichung der erfindungsgemäßen Wirkungen die Dilemma-Probleme von magnetischen Aufzeichnungsmedien mit höherer Dichte und dünneren Magnetbändern gegenüber höherer Dauerhaftigkeit der Medien und Verhinderung von Datenverlust genauso wie Verbesserung der Laufeigenschaften lösen. Als nächstes werden die Bestandteile der Erfindung im folgenden detallierter beschrieben.
Die Beispiele für ferromagnetisches Metallpulver schließen Fe, Ni und Co; und Fe-Al, Fe-Al-Ni, Fe-Al-Co, Fe-Al-Zn, Fe-Ni-Co, Fe-Mn-Zn, Fe-Ni, Fe-Ni-Zn und Fe-Co-Ni-Cr; und Fe-Co-Ni-P, und Co-Ni-Legierungen ein. Unter dem Gesichtspunkt der Korrosionsbeständigkeit und Dispergierbarkeit sind die bevorzugten ferromagnetischen Metallpulver- Typen Fe-Al, Fe-Al-Ni, Fe-Al-Zn, Fe-Al-Co und Fe-Ni-Serien. Im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften ist der bevorzugte Typ ein ferromagnetisches Pulver der Fe-Ni-Serie.
Darüber hinaus sind die besonders bevorzugten ferromagnetischen Metallpulver-Typen Typen der Eisen-Aluminium-Serie (wie Fe-Al, Fe-Al- Ni, Fe-Al-Zn und Fe-Al-Co). Das ferromagnetische Pulver der Eisen- Aluminium-Serie wird im folgenden einfach als Fe-Al-Serie bezeichnet.
In letzter Zeit wurden Videobänder aufgrund der größeren Popularität von tragbaren Videorecodern auf verschiedenen Gebieten verwendet, und die Bänder werden verschiedenen Umweltbedingungen unterworfen. Daher werden höhere Anti-Umwelt-Eigenschaften von den Videobändern verlangt. Unter diesem Aspekt zeigt das magnetische Pulver der Fe-Al-Serie hohe Alterungsbeständigkeit genauso wie gute Dispergierbarkeit. Diese Merkmale sind von großer Bedeutung für die Erzielung von hochdichten Aufnahmen, da dieser Typ von magnetischem Pulver zufriedenstellend große Dispergierbarkeit zeigen kann, obwohl er eine größere spezifische Oberfläche aufweist.
Das ferromagnetische Pulver der Fe-Al-Serie enthält Al bevorzugt in 0,5 bis 20 Atom-%. Ein Al-Gehalt von nicht weniger als 0,5 Atom-% bietet eine gute Alterungsbeständigkeit genauso wie eine gute Dispergierbarkeit; während ein Al-Gehalt von nicht mehr als 20 Atom-% die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften nicht verschlechtert. Der besonders bevorzugte Al-Gehalt liegt in einem Bereich von 1 bis 8 Atom-%.
Der Begriff "Atom-%", wie oben erwähnt, bedeutet ein Verhältnis von Aluminiumatomen pro Gesamtmetallatome im magnetischen Pulver. Ein Al- Gehalt von 1 Atom-% bedeutet 1 Teil Al-Atom pro 100 Teile Gesamtatome des metallischen ferromagnetischen Pulvers. Die Fe-Al-Serie kann darüber hinaus weitere Metallkomponenten wie Ni, Co, P, Mn, Zn und Cr enthalten. Das metallische ferromagnetische Pulver der Erfindung wird hergestellt durch einen Trocken-Reduktionsprozeß, wobei ein Metalloxid durch Wasserstoff oder ähnliches reduziert wird, während ein aus einem Naß-Reduktionsprozeß durch Borhydrid oder ähnliches erhältliches Metallpulver so hervorragende elektrische Eigenschaften und hohe Dauerhaftigkeit wie entsprechend der Erfindung nicht erzielen kann. Entsprechend der Erfindung kann die spezifische Oberfläche des ferromagnetischen Metallpulver ausgedrückt als BET-Wert nicht geringer als 40 m²/g (bevorzugt nicht geringer als 50 m²/g) sein, und dementsprechend kann das Pulver mit höherer Dichte in der magnetischen Schicht vorhanden sein. Die bevorzugte spezifische Oberfläche ist nicht größer als 90 m²/g, insbesondere in einem Bereich von 51 bis 80 m²/g.
Daher wird ein hochdichtes Aufzeichnungsmedium genauso wie eine glattere Oberfläche der magnetischen Schicht realisiert, und es werden hervorragende elektromagnetische Umwandlungseigenschaften wie höheres S/N-Verhältnis und höherer Output-Level erzielt.
In der obigen Beschreibung bedeutet der Begriff "BET-Wert" (spezifische Oberfläche) Oberfläche pro Gewichtseinheit. Bei der Messung der spezifischen Oberfläche wird das Pulver zunächst einer Entgasung durch Erhitzen auf etwa 250ºC während 30 bis 60 Minuten unterworfen, wodurch an Pulverpartikeln absorbierte Materie eliminiert wird, und anschließend wird das Pulver in eine Meßapparatur eingebracht, und die Messung basierend auf Stickstoffabsorption wird bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff (-195ºC) mit einem Anfangs-Stickstoffdruck von 0,5 kg/m² durchgeführt (Meßtechnik für die spezifische Oberfläche, die als BET-Technik bekannt ist, für Details siehe Journal of American Chemical Society 60, 309 (1938)). Eine für die Messung der spezifischen Oberfläche (BET-Wert) anwendbare Apparatur ist "powder measurement apparatus, Countersorb", hergestellt gemeinsam von Yuasa Battery Co., Ltd. und Yuasa Ionics Co., Ltd.
Die Oberflächenrauhigkeit Ra (mittlere Rauhigkeit oder Höhe der Achsen der Oberflächenunregelmäßigkeiten) auf einer magnetischen Schicht von weniger als 0,010 µm (bevorzugt nicht mehr als 0,009 µm und nicht weniger als 0,001 µm) resultiert in geringerem Platzverlust zwischen einem Magnetkopf und der Oberfläche einer magnetischen Schicht, und dadurch werden ein höheres S/N-Verhältnis und ein höherer Output-Level erreicht.
Als Resultat der Verwendung von metallischem ferromagnetischem Pulver mit feineren Partikeln kann die daraus resultierende glattere Oberfläche der magnetischen Schicht genauso wie ein dünneres magnetisches Aufzeichnungsmedium jedoch wie zuvor im Abschnitt "Stand der Technik" beschrieben, die Laufstabilität und Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums verschlechtern. Das magnetische Aufzeichnungsmedium mit einer solchen hohen Qualität und hohem Output- Level, wie die vorliegende Erfindung zur Verfügung zu stellen beabsichtigt, erfordert insbesondere eine Lösung für dieses Problem.
Unter diesem Gesichtspunkt hat das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung eine BC-Schicht auf der Seite des Trägers entgegengesetzt zu der der magnetischen Schicht, und diese Anordnung erhält die Laufstabilität des Mediums positiv aufrecht. Zusätzlich ist die BC-Schicht-Oberfläche vergleichsweise rauh im Vergleich zur Oberfläche der magnetischen Schicht, da die Oberflächenrauhigkeit der BC-Schicht entsprechend der Erfindung nicht geringer ist als 0,010 µm, wodurch der Reibungswiderstand auf der Rückseite des Mediums reduziert wird, und stabiler Lauf des Magnetbands ermöglicht wird. Diese Anordnung verhindert auch Anhaften des Bands. Daher werden die Laufstabilität und die Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums auf zufriedenstellendem Niveau aufrechterhalten.
Wie oben beschrieben, hat die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung technisch die Dilemma-Probleme magnetischer Aufzeichnungsmedien mit höherer Dicht und verbesserten elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften gegenüber höherer Dauerhaftigkeit und Laufdauer des magnetischen Aufzeichnungsmediums gelöst.
Zusätzlich ist eine Oberflächenrauhigkeit (Ra) von nicht mehr als 0,020 µm der BC-Schicht bevorzugt, da die Rauhigkeit der BC-Schicht auf diesem Niveau die Oberfläche der magnetischen Schicht nicht nachteilig beeinflußt und die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften, insbesondere die Luminance SIN, kann Verschlechterungen zeigen.
Zur Bildung einer BC-Schicht wird eine schmierende Substanz (beispielsweise Fettsäure, Fettsäurederivat wie Fettsäureester; Phosphorsäureester und Fettsäure-modifiziertes Siliconöl) in einem organischen Lösungsmittel gelöst und direkt oder über eine Unterschicht auf einen Träger aufgetragen. Die BC-Schicht kann aus einem Binder zusammengesetzt sein, der einen organischen oder anorganischen Füllstoff enthält, wobei Beispiele für den Binder ein Urethanharz, Vinylchlorid, Vinylchloracetat und Nitrocellulose einschließen. Die Beispiele für den Füllstoff schließen Melaminharzpulver, Banumsulfat, Ruß, Titanoxid, Calciumcarbonat, Zinkoxid und Graphit ein.
Die mittlere Oberflächenrauhigkeit Ra von weniger als 0,005 µm (Ra 0,005 µm) in der magnetischen Schicht resultiert in einer Erhöhung der Reibungsbeständigkeit, und es ist schwierig, den dynamischen Reibungskoeffizienten der magnetischen Schicht zu vermindern. Dementsprechend ist die bevorzugte mittlere Oberflächenrauhigkeit der magnetischen Schicht nicht geringer als 0,005 µm.
Die Rußprodukte, die in die magnetische Schicht der Erfindung eingearbeitet werden können, sind solche mit einer mittleren Größe von 20 bis 70 nm (mµ), und die Beispiele schließen Conductex-SC (BET-Wert, im folgenden als BET bezeichnet, 220 m²/g; DBP-Ölabsorption, im folgenden als DBP bezeichnet, 115 ml/100 g; Korngröße 20 nm (mµ)), Conductex 975 (BET 250 m²/g; DBP 170 ml/100 g; Korngröße 24 nm (mµ)), und Raven 14 (BET 45 m²/g; DBP 111 ml/100 g; Korngröße 59 nm (mg)), jeweils hergestellt von Columbia Carbon; Vulcan 9 (BET 140 m²/g; DBP 114 ml/100 g; Korngröße 19 nm (mµ)), und Vulcan P (BET 143 m²/g; DBP 118 ml/100 g; Korngröße 20 nm (mµ)), jeweils hergestellt von Cabot; #80 von Asahi Carbon (BET 117 m²/g; DBP 113 ml/100 g; Korngröße 23 nm (mg)); HS100 von Denki Kagaku (BET 32 m²/g; DBP 180 ml/100 g; Korngröße 53 nm (mµ)); #228 (BET 55 m²/g; DBP 131 ml/100 g; Korngröße 40 nm (mµ)), #208 (BET 56 m²/g; DBP 115 ml/100 g; Korngröße 40 nm (mµ)), und #3500 (BET 47 m²/g; DBP 187 ml/100 g; Korngröße 40 nm (mµ)), jeweils hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries Ltd. ein. Ruße mit einer mittleren Korngröße von 35 bis 65 nm (mµ) sind deutlich wirksam bei der Verbesserung der Laufcharakteristika des Magnetbands. Die weiteren Beispiele von Rußprodukten, die in die magnetische Schicht eingearbeitet werden können, beinhalten CF-9, #4000, #40, #30 und MA- 600, jeweils hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries Ltd.; Black Pearls L, Monarck 800, Black Pearls 700, Black Pearls 1000, Black Pearls 880, Black Pearls 900, Black Pearls 1300, Black Pearls 2000 und Stealing V, jeweils hergestellt von Cabot; Raven 410, Raven 3200, Raven 420, Raven 1430, Raven 450, Raven 825, Raven 1255, Raven 1035, Raven 1000, Raven 2000, Raven 5000, Conductex 40-220 und Ketchen Black FC, jeweils hergestellt von Columbian Carbon ein.
Die Rußprodukte, die in die BC-Schicht gemäß der Erfindung eingearbeitet werden können, sind solche mit einer mittleren Größe von 10 bis 70 nm (mµ), und die Beispiele schließen Condutex-SC (BET-Wert, im folgenden als BET bezeichnet, 220 m²/g; DBP-Ölabsorption, im folgenden als DBP bezeichnet, 115 ml/100 g; Korngröße 20 nm (mµ)), Conductex 975 (BET 250 m²/g; DBP 170 ml/100 g; Korngröße 24 nm (mµ)), und Raven 14 (BET 45 m²/g; DBP 111 ml/100 g; Korngröße 59 nm (mµ)), jeweils hergestellt von Columbia Carbon; Vulcan 9 (BET 140 m²/g; DBP 114 ml/100 g; Korngröße 19 nm (mµ)), und Vulcan P (BET 143 m²/g; DBP 118 ml/100 g; Korngröße 20 nm (mµ)), jeweils hergestellt von Cabot, #80 von Asahi Carbon (BET 117 m²/g; DBP 113 ml/100 g; Korngröße 23 nm (mµ)); HS100 von Denki Kagaku (BET 32 m²/g; DBP 180 ml/100 g; Korngröße 53 nm (mµ)); #228 (BET 55 m²/g; DBP 131 ml/100 g; Korngröße 40 nm (mµ)), #208 (BET 56 m²/g; DBP 115 ml/100 g; Korngröße 40 nm (mµ)), und #3500 (BET 47 m²/g; DBP 187 ml/100 g; Korngröße 40 nm (mµ)), jeweils hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries Ltd. ein. Die Beispiele schließen weiter CF-9, #4000, #40, #30 und MA-600 von Mitsubishi Chemical Industries Ltd.; Black Pearls L, Monarck 800 (mittlere Korngröße 17 nm (mµ)), Black Pearls 700 (mittlere Korngröße 18 nm (mµ)), Black Pearls 1000 (mittlere Korngröße 16 nm (mµ)), Black Pearls 880 (mittlere Korngröße 16 nm (mµ)), Black Pearls 900 (mittlere Korngröße 15 nm (mµ)), Black Pearls 1300, Black Pearls 2000 (mittlere Korngröße 15 nm (mµ)) und Stealing V, jeweils hergestellt von Cabot; Raven 410, Raven 3200, Raven 420, Raven 1430, Raven 450, Raven 825, Raven 1255, Raven 1035, Raven 1000, Raven 2000 (mittlere Korngröße 19 nm (mµ)), Raven 5000 (mittlere Korngröße 12 nm (mµ)), Conductex 40-220 und Ketchen Black FC, jeweils hergestellt von Columbian Carbon ein. Zusätzlich kann eine kleine Menge eines großkörnigen Rußes mit einer mittleren Partikelgröße von 200 bis 500 nm (mµ) zu dem oben erwähnten Ruß mit einer mittleren Partikelgröße von 10 bis 70 nm (mµ) gegeben werden, um die Laufeigenschaften der BC-Schicht zu verbessern. Die Beispiele für den oben genannten großkörnigen Ruß beinhalten MT-P (280 nm (mµ)) und MT-Cl (250 nm (mµ)), jeweils hergestellt von Columbian Carbon.
Die oben genannte "DBP-Ölabsorption (DBP-Technik)" wird mit der folgenden Methode gemessen: zu 100 9 Pigmentpulver wird tropfenweise DBP (Dibutylphthalat) zugegeben, und unter Kneten wird der Zustand des Pigments beobachtet. Dann wird die Anzahl in ml DBP, die zur Bildung eines Klumpens aus dem dispergierten Pigment erforderlich wird, bestimmt und als DBP-Ölabsorption bezeichnet.
Die bevorzugte mittlere Größe der nicht magnetischen Partikel, die in die BC-Schicht eingearbeitet werden, liegt im Bereich von 10 nm (mµ) bis 300 nm (mµ). Die in diesem Bereich liegenden Partikel sind nicht übermäßig fein und können günstige Effekte bei der Zugabe ausüben. Die Beispiele für die nicht-magnetischen Partikel sind Siliciumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliciumcarbid, Calciumcarbid, Zinkoxid, α-Fe&sub2;O&sub3;, Talkum, Kaolin, Calciumsulfat, Bornitrid, Zinkfluorid, Molybdändioxid, Calciumcarbid und Bariumsulfat. Die weiteren Beispiele für anwendbare nicht-magnetische Partikel beinhalten organische Partikel wie Benzoguanaminharz und Melaminharz; und Phthalocyaninpigment. Es ist auch möglich, das organische Pulver und das oben erwähnte anorganische Pulver kombiniert zu verwenden.
Die oben erwähnten nicht-magnetischen Partikel werden bevorzugt gemeinsam mit Ruß verwendet. Diese Anordnung ermöglicht noch stabileren Lauf des Aufzeichnungsmediums und trägt zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit des Aufzeichnungsmediums durch Synergie mit der zuvor erwähnten Wirkung der nicht-magnetischen Partikel bei.
Der zur BC-Schicht zugegebene Ruß kann auch den Lichtschutzeffekt der Rückseitenüberzugsschicht verbessern, und dadurch wird die optische Dichte des magnetischen Aufzeichnungsmediums verbessert. Dieses Merkmal ermöglicht wiederum eine dünnere magnetische Schicht und ist vorteilhafter bei der Erzielung einer längeren Aufzeichnung.
Ruß mit Lichtschutz-Grad kann darüber hinaus den Grad des Lichtschutzes verbessern. Die Beispiele für anwendbaren Ruß mit Lichtschutz-Grad schließen Raven 2000 (spezifische Oberfläche 1190 m²/g, Korngröße 18 nm (mg)), Raven 2100, Raven 1170 und Raven 1000, jeweils hergestellt von Columbian Carbon; und #100, #75, #40, #35 und #30 ein, jeweils hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries Ltd.
Die Beispiele für elektrisch leitfähigen Ruß schließen Conductex 975 (BET-Wert, im folgenden als BET bezeichnet, 250 m²/g; DBP, im folgenden als DBP bezeichnet, 170 ml/100 g; Korngröße 24 nm (mµ)), Conductex 900 (BET 125 m²/g; Korngröße 27 nm (mµ)), Conductex 40-220 (Korngröße 20 nm (mµ)). Conductex SC (BET 220 m²/g; DBP 150 ml/100 g; Korngröße 20 nm (mµ)); jeweils hergestellt von Columbian Carbon; Vulcan XC-72 (spezifische Oberfläche 254 m²/g; DBP, Korngröße 30 nm (mµ)), und Vulcan P (BET 143 m²/g; DBP 118 ml/100 g; Korngröße 20 nm (mg)), Raven 1040, Raven 420, Black Pearls (Korngröße 15 nm (mµ)), jeweils hergestellt von Cabot; und #44 von Mitsubishi Chemical Industries Ltd. ein.
Die Mittel zur Einstellung des Young-Modul in Laufrichtung eines Aufzeichnungsmediums von nicht weniger als 1100 kg/mm² wird im folgenden beschrieben.
Zur Erhöhung des Young-Modul des Aufzeichnungsmediums ist ein möglicher Weg die Verwendung eines speziellen Harzes als Basisfilm, nämlich eines Kunststoffs, der einen hohen Young-Modul aufweist. Die typischen Beispiele für ein solches Harz sind die folgenden (a) und (b).

(a) Polyethylennaphthalate

Ein typisches Beispiel für diesen Typ Harz ist Polyethylen-2,6- naphthalat, welches aus einer sich wiederholenden Einheit
besteht. Polyethylen-2,6-naphthalat ist im wesentlichen aus einer sich wiederholenden strukturellen Einheit aus Ethylen-2,6- naphthalindicarboxylat aufgebaut, und es kann nicht nur homopolymerisierte Polyethylen-2,6-naphthalindicarboxylat, sondern auch Copolymere einschließen, in denen nicht mehr als 10 %, bevorzugt nicht mehr als 5 % der sich wiederholenden strukturellen Einheiten mit einer anderen Komponente modifiziert sind. Es kann auch die Bestandteile und die Mischungen der anderen Polymere einschließen.
Polyethylen-2,6-naphthalat kann durch Reaktion von Naphthalin-2,6- dicarbonsäure oder einem funktionellen Derivat davon mit Ethylenglycol oder einem funktionellen Derivat davon unter vernünftigen Bedingungen in Gegenwart eines Katalysators synthetisiert werden. Polyethylen-2,6- naphthalate können Copolymere oder gemischte Polyester sein, die hergestellt werden durch Zugabe von einer oder mehreren dritten Komponenten (Modifikatoren) vor Vervollständigung der Polymerisation der Polyethylen-2,6-naphthalate.
Die Beispiele für die dritten Komponenten sind Verbindungen, die divalente esterbildende funktionelle Gruppen aufweisen, und solche Beispiele schließen Dicarbonsäuren wie Oxalsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Naphthalin-2,7- dicarbonsäure, Bemsteinsäure und Diphenyletherdicarbonsäure oder niedrige Alkylester davon; Oxycarbonsäuren wie p-Oxybernsteinsäure, p- Oxyethoxybernsteinsäure und niedrige Alkylester davon; und divalente Alkohole wie Propylenglycol und Trimethylenglycol ein. Polyethylen-2,6- naphthalate oder modifizierte Polymere davon können solche sein, deren terminale Hydroxygruppe und/oder Carboxylgruppen mit monofunktionellen Verbindungen blockiert sind, wie Bemsteinsäure, Benzoylbernsteinsäure, Benzoyloxybernsteinsäure und Methoxypolyalkylenglycol, oder können solche sein, die mit einer kleinen Menge difunktionellen oder tetrafunktionellen Ester-bildenden Verbindungen modifiziert wurden wie Glycerin oder Pentaerythrit, um im wesentlichen lineare Copolymere zu bilden.
Die oben erwähnten Copolymere können ein Mattierungsmittel wie Titandioxid, einen Stabilisator wie phosphorige saure Phosphor-Säure oder deren Ester und sterisch gehinderte Phenole und einen Schmierstoff wie feinpulvriges Siliciumoxid oder Porzellanton enthalten.
Falls der Träger ein Polyethylennaphthalatfilm ist, ist der bevorzugte Film ein biaxial orientierter Film. Die anwendbaren Techniken zur Herstellung des biaxial orientierten Films schließen die sogenannte Longitudinal-Latitudinal-Sequenz-Strecktechnik ein, wobei ein nicht gestreckter Film zunächst in Laufrichtung (longitudinaler Richtung) gestreckt wird, dann in der Breite (latitudinale Richtung);
Latitudinal-Longitudinal-Sequenzstrecktechnik; die Longitudinal- Latitudinal-Longitudinal-Strecktechnik und die Latitudinal- Longitudinal-Latitudinal-Strecktechnik, wobei ein üblicher biaxial gestreckter Film erneut gestreckt wird; und eine gleichzeitige biaxiale Strecktechnik. Die Erfindung ist nicht speziell auf eine dieser Techniken beschränkt.
Das Wärmeschrumpfverhältnis des Basisfilms in der Wärmebehandlung während einer Stunde bei 70ºC ohne Last auf dem Film sollte nicht größer sein als 0,08 %, bevorzugt nicht größer als 0,06 %. Das Wärmeschrumpfverhältnis von mehr als 0,08 % resultiert in einem größeren Schräglauf (shew) auf dem magnetischen Band, und die auf dem Schirm gezeigten Bilder können verformt und die variablen aufgezeichneten Daten können beschädigt werden.
Das Wärmeschrumpfverhältnis eines Films mit einem höheren Young-Modul kann auf dieses Niveau gesenkt werden, indem ein Film nach der Wärmebehandlung unter Anwendung niedriger Spannung erneut erhitzt und in der Laufrichtung relaxiert wird. Techniken für das Relaxieren des Films in Laufrichtung schließen eine Nicht-Kontakt-Technik ein, wo ein Film durch Fließen mit Luft relaxiert wird und unter niedriger angewendeter Spannung erhitzt wird; eine Relaxierungstechnik, wobei ein Film verschiedenen Laufgeschwindigkeiten einer Heißwalze und einer Kühlwalze jeweils mit einer Abquetschwalze unterzogen wird; und eine Technik, wobei der Film in Laufrichtung relaxiert wird, indem die Laufgeschwindigkeit einer Klammer langsam erniedrigt wird, die den Film in einem Spanner (tenter) hält. Im wesentlichen kann jede Technik für diesen Zweck eingesetzt werden, die in der Lage ist, einen Film in Laufrichtung zu relaxieren.

(b) andere; (1) Polyamidharz

Jeder Kunststoff kann verwendet werden, solange er einen höheren Young- Modul gewährleistet. Aromatische Polyamide (Aramid-Harze), die aus einer sich wiederholenden Einheit
bestehen, sind jedoch vorteilhaft, da sie Filme mit signifikant höherem Young-Modul liefern.
Verglichen mit Polyethylennaphthalat ist das Aramid-Harz durch einen höheren Young-Modul des resultierenden Bands in Querrichtung charakterisiert. Dies bedeutet, daß sogar ein dünnerer Film gegen verschiedene Querspannungen signifikant beständiger ist, die möglicherweise durch einen Antriebsmechanismus ausgeübt werden.
Beispielsweise sind die Vergleichsdaten der Young-Module (kg/mm²) von 5,5 µm dicken Basisfilmen in Längs/Querrichtungen wie folgt:
Polyethylennaphthalat 1450/600
Aramid 1490/1300
vergleiche Polyethylenterephthalat 850/450

(b) (2) andere Basisfilme

Die anderen Typen von Basisfilmmaterialien, deren physikalische Eigenschaften (beispielsweise Young-Modul) denen von Polyethylennaphthalat oder Aramidharz leicht unterlegen sind, können eingesetzt werden, falls ein niedrigerer Young-Modul durch Verstärkung mit einer magnetischen Schicht kompensiert werden kann, und die Beispiele für solche Basisfilmmaterialien anderen Typs sind Polyimid, Polyethersulfon und Polyetherketon.
Unter den Materialien der Kategorien (a) und (b) sind Polyethylennaphthalat und Polyamid besonders bevorzugt, und diese sind hervorragend bei der Erzielung eines höheren Young-Modul.
Eine Technik zur Verbesserung des Young-Modul besteht in der Reduzierung der Menge verschiedener Additive in der magnetischen und der BC-Schicht.
Der bevorzugte Young-Modul eines Trägers in Laufrichtung beträgt 1200 bis 1800 kg/mm²; während der in Querrichtung im Bereich von 500 bis 1600 kg/mm² liegt.
Die magnetische Schicht kann eine Fettsäure und einen Fettsäureester enthalten. Dadurch kommen die Eigenschaften sowohl der Fettsäure und ihres Esters voll zum Tragen, und der Nachteil, der auftritt, wenn beide unabhängig voneinander verwendet wird, wird durch gleichzeitige Verwendung sowohl der Fettsäure als auch ihres Esters kompensiert. Die Schmierwirkung wird darüber hinaus durch Ruß erhöht, und dadurch werden die Standbilddauerhaftigkeit, die Laufstabilität und das S/N-Verhältnis weiter verbessert. Zu diesem Zweck liegt die bevorzugte zugegebene Menge an Fettsäure im Bereich von 0,2 bis 10 Gewichtsteilen, insbesondere 0,5 bis 8,0 Gewichtsteilen pro 100 Teile magnetisches Pulver. Falls die Menge an Fettsäure geringer ist als dieser Bereich, wird die Dispergierbarkeit des magnetischen Pulvers kleiner, und die Laufeigenschaften des Aufzeichnungsmediums neigen dazu, schlecht zu werden; falls die Menge größer ist als dieser Bereich, besteht eine Tendenz, daß die Fettsäure aus dem Medium eluiert wird, und der Output- Level zeigt eine Tendenz, niedriger zu sein. Die bevorzugte Menge von zugegebenen Fettsäureester liegt im Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen, insbesondere 0,2 bis 8,5 Gewichtsteilen pro 100 Teile magnetisches Pulver. Falls die Menge an Fettsäureester niedriger ist als dieser Bereich, ist die Verbesserung der Laufeigenschaften weniger deutlich; falls die Menge höher ist als dieser Bereich, besteht eine Tendenz, daß der Fettsäureester aus dem Medium eluiert wird, und der Output-Level neigt dazu, niedriger zu werden.
Um die obigen Wirkungen deutlicher zu erzielen, ist das bevorzugte Gewichtsverhältnis von Fettsäure zu Fettsäureester 10/90 bis 90/10. Fettsäure hat auch eine dispergierende Wirkung und kann dazu beitragen, die Menge eines verwendeten niedermolekulargewichtigen Dispergiermittels zu vermindern.
Die für diesen Zweck anwendbaren Fettsäuren können entweder monobasisch oder dibasisch sein. Die bevorzugten Fettsäuren haben unabhängig 6 bis 30, insbesondere 12 bis 22 Kohlenstoffatome. Solche typischen Fettsäuren sind wie folgt:
(1) Capronsäure
(2) Caprylsäure
(3) Caprinsäure
(4) Laurinsäure
(5) Myristinsäure
(6) Palmitinsäure
(7) Stearinsäure
(8) Isostearinsäure
(9) Linolensäure
(10) Linolsäure
(11) Ölsäure
(12) Elaidinsäure
(13) Behensäure
(14) Malonsäure
(15) Bernsteinsäure
(16) Maleinsäure
(17) Glutarsäure
(18) Adipinsäure
(19) Pimelinsäure
(20) Azelainsäure
(21) Sebacinsäure
(22) 1,12-Dodecandicarbonsäure
(23) Octandicarbonsäure
Die BC-Schicht, die Ruß zusammen mit Fettsäure und deren Ester enthält, kann zur Verbesserung der Laufstabilität und Dauerhaftigkeit eines magnetischen Aufzeichnungsmediums durch synergistische Effekte beitragen. Als Zusammenfassung kann die schmierende Eigenschaft der Fettsäure die Laufeigenschaften einer magnetischen Schicht verbessern, während die Dispersionseigenschaften der Fettsäure zur Verminderung oder Eliminierung eines üblichen Dispergiermittels ermöglicht, typischerweise Lecithin, Sorbitanderivat und Phosphorsäureester, und dadurch die Steifigkeit einer magnetischen Schicht erhöht; und Anhaften auf der Rückseite einer magnetischen Schicht wird durch eine BC-Schicht vermindert, und die schmierende Eigenschaft von Ruß kann auch zur Verbesserung der Laufeigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums beitragen. Zu einer BC-Schicht zugegebener Ruß kann auch den lichtabschirmenden Effekt einer BC-Schicht verbessern, und dadurch wird die optische Dichte eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verbessert. Dieses Merkmal ermöglicht wiederum eine dünnere magnetische Schicht und ist vorteilhafter bei der Erzielung einer längeren Aufnahmeoperation.
Die Beispiele für Fettsäureester sind wie folgt:
(1) Ölsäureoleylester
(2) Stearinsäureisocetylester
(3) Maleinsäuredioleylester
(4) Stearinsäurebutylester
(5) Palmitinsäurebutylester
(6) Myristinsäurebutylester
(7) Myristinsäureoctylester
(8) Palmitinsäureoctylester
(9) Stearinsäureamylester
(10) Palmitinsäureamylester
(11) Ölsäureisobutylester
(12) Stearinsäurestearylester
(13) Ölsäurelaurylester
(14) Ölsäureoctylester
(15) Ölsäureisobutylester
(16) Ölsäureethylester
(17) Ölsäureisotridecylester
(18) Stearinsäure-2-ethylhexylester
(19) Stearinsäureethylester
(20) Palmitinsäure-2-ethylhexylester
(21) Palmitinsäureisopropylester
(22) Myristinsäureisopropylester
(23) Laurinsäurebutylester
(24) Hexansäurecetyl-2-ethylester
(25) Adipinsäuredioleylester
(26) Adipinsäurediethylester
(27) Adipinsäurediisobutylester
(28) Adipinsäurediisodecylester
Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung umfaßt wie in Fig. 1 gezeigt einen Träger 1 mit einer darauf vorgesehenen magnetischen Schicht 2, und auf der entgegengesetzten Seite des Trägers 1 ist eine BC-Schicht 3 vorgesehen. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann eine Überzugsschicht (OC-Schicht) 4 zustzlich auf der magnetischen Schicht 2 des magnetischen Aufzeichnungsmediums in Fig. 1 gebildet sein.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium entweder in Fig. 1 oder in Fig. 2 kann eine Unterschicht (subbing layer) (nicht gezeigt) zwischen der magnetischen Schicht und dem Träger 1 aufweisen oder nicht. Der Träger kann einer Koronaentladungsbehandlung unterzogen werden.
Neben den oben beispielhaft verdeutlichten Fettsäuren und Fettsäureestern kann die magnetische Schicht 2 andere Schmierstoffe wie ein Silikonöl, das entweder Carbonsäure-modifiziert oder Estermodifiziert ist; und Graphit, Fluorkohlenwasserstoffe, Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Fettsäureamid und α-Olefinoxid enthalten.
Diese Schicht kann auch nicht-magnetische Abrasivpartikel umfassen, und die Beispiele für diesen Abrasivstoff schließen Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanoxid, α-Eisenoxid, Siliciumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Zinkoxid, Ceroxid, Magnesiumoxid und Bornitrid ein. Die bevorzugte Menge des zugegebenen Abrasivstoffs ist nicht größer als 20 Gewichtsteile, insbesondere 3 bis 12 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des magnetischen Pulvers, und die bevorzugte mittlere Partikelgröße eines solchen Abrasivstoffs beträgt 0,4 µm, insbesondere nicht mehr als 0,3 µm.
Für ein Binderharz einer magnetischen Schicht ist ein Beispiel Polyurethan, das durch Reaktion von Polyol mit Polyisocyanat synthetisiert werden kann. Ein gemeinsam mit Polyurethan verwendetes Phenoxyharz und/oder Vinylchloridcopolymer verbessert die Dispergierbarkeit des magnetischen Pulvers, und dadurch erhöht sich die mechanische Festigkeit der Schicht. Die alleinige Verwendung eines Phenoxyharzes und/oder Vinylchlorid-Copolymeren macht die Schicht zu hart. Dieses Problem kann jedoch durch Zugabe von Polyurethan gelöst werden, und die Adhäsion zwischen Träger und Unterschicht wird verbessert. Neben den obigen Beispielen sind als Binderharz verwendbare Harze Celluloseharze, thermoplastische Harze, wärmehärtende Harze, Reaktivharze, durch Elektronenbestrahlung härtende Harze.
Die BC-Schicht 3 kann den oben genannten Schmierstoff, nichtmagnetische Abrasiv-Partikel und Binderharz enthalten. Die in Fig. 2 gezeigte OC-Schicht wird gebildet, um die magnetische Schicht 2 vor Kratzern zu schützen. Dementsprechend sollte die OC- Schicht 4 eine ausreichende schmierende Wirkung haben. Zu diesem Zweck kann das oben erwähnte Urethanharz (bevorzugt in Verbindung mit dem Phenoxyharz und/oder Vinylchlorid-Copolymer), das in der magnetischen Schicht 2 verwendet wird, als Binderharz verwendet werden.
Als Binderharz für eine magnetische Schicht können die unten in (A) bis (D) genannten bevorzugt verwendet werden. In diesen Binderharzen kann die Wirkung der polaren funktionellen Gruppe in ihrer Strukturkette zur Verbesserung der Dispergierbarkeit der magnetischen Partikel und zur Verhinderung der Gelierung einer aufgetragenen Schicht beitragen, und dadurch kann erwartet werden, daß die Menge an niedermolekulargewichtigem Dispergiermittel abnimmt, was wiederum zur Verbesserung der Festigkeit der Überzugsschicht und zur Verhinderung der Kontamination des Magnetkopfes durch Ausbluten von Additiven aus der Schicht beitragen.
(A) Polyurethanharze, die eine Metallsulfonat-Gruppe enthalten:
Die Beispielsmethoden zur Einführung einer Metallsulfonatgruppe in ein Polyurethanharz sind wie folgt:
(1) Verfahren, bei dem die obengenannte hydrophile Metallsulfonatgruppe zuvor in eine dibasische Säure oder ein Polyol eingeführt wird.
(2) Verfahren, bei denen ein Polyurethanharz mit zwei oder mehr -OH- Gruppen modifiziert wird. Beispielsweise:
(a) eine Verbindung mit einer obengenannten hydrophilen Gruppe und einem Chloratom in der Struktur wie ClCH&sub2;CH&sub2;SO&sub3;M (M stellt eine basische Gruppe dar, bevorzugt eine Alkalimetallgruppe), und ein Polyurethanharz mit multifunktionellem -OH werden in einem Lösungsmittel gelöst wie Dimethylformamid (DMF) und Dimethylsulfoxid (DMSO), die zum Lösen der obigen beiden Komponenten in der Lage sind, und die obige hydrophile Gruppe wird durch Dehydrochlorierungsreaktion zwischen der -OH-Gruppe und einem Chloratom in Gegenwart eines Dehydrochlorierungsmittels in das Polyurethanharz eingeführt, wobei Beispiele für das Dehydrochlorierungsmittel Amine sind, wie Pyridin, Picolin und Triethylamin, und Epoxyverbindungen wie Ethylenoxid und Propylenoxid.
(a-1) R - O H + C l C H &sub2; C H &sub2; S O &sub3; M T R - O C H &sub2; C H &sub2; S O &sub3; M + H C l
(wobei R ein Polyurethanharz darstellt).
Obwohl sie eine geringe Menge Nebenprodukt liefern, sind die folgenden Synthesemethoden ebenfalls anwendbar.
(b) in einem Lösungsmittel wie Dimethylformamid (DMF) und Dimethylsulfoxid (DMSO) wird HOCH&sub2;CH&sub2;SO&sub2;M mit der äquivalenten Molzahl bifunktioneller Isocyanatverbindungen wie 4,4'- Diphenylmethandi isocyanat (MDI), Tolylendiisocyanat (TDI) und Hexamethylendiisocyanat (HMDI) umgesetzt, und dadurch reagiert eine Isocyanatgruppe im Diisocyanat mit der -OH-Gruppe in der obengenannten Verbindung. Als nächstes reagiert die -OH-Gruppe des Polyurethan-Harzes mit der restlichen NCO-Gruppe unter Bildung eines Binderharzes, das bei der Verwirklichung der Erfindung einsetzbar ist.
(wobei R ein Polyurethanharz darstellt; R' eine Kohlenwasserstoffgruppe darstellt).
Die folgende Methode ist ebenfalls anwendbar.
(c) Methode, bei der ein Urethan-Polymer mit -NCO an beiden Enden mit HOCH&sub2;CH&sub2;SO&sub3;M umgesetzt wird.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht des resultierenden Harzes reicht von 10000 bis 100000; der Polymerisationsgrad von ungefähr 200 bis 2000; der Glasübergangspunkt ist 0 bis 90ºC, wobei das Harz eine Metallsulfonatgruppe in einem Verhältnis von 1000 Äquivalenten pro 100 9 aufweist. Die mechanischen Eigenschaften des Harzes sind wie folgt: Anfangselastizitätsmodul 20 bis 200 kg/mm²; Bruchlast 2 bis 10 kg/mm² und maximale Dehnung 3 bis 800 %.
(B) Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerharze, die Maleinsäure enthalten:
Das zahlenmittlere Molekulargewicht dieses Typs Harz reicht von 8000 bis 100000; der mittlere Polymerisationsgrad von ungefähr 250 bis 1000, wobei das Harz Maleinsäure in einem Verhältnis von 0,2 bis 1,5 Gew.-% enthält. Die repräsentativen kommerziellen Namen dieses Typs Harz schließen VMCH und VMCC ein (hergestellt von U.C.C.) und MPR-TM (hergestellt von Nisshin Kagaku).
Das oben erwähnte quaternäre Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure- Copolymer kann mit Monomeren wie Vinylalkohol, Maleinsäureanhydrid, Acrylnitril, Acrylsäure, Methacrylsäure und Acrylsäureester copolymerisiert oder propf-polymerisiert werden. Der Gehalt an einem solchen Monomer im obengenannten Polymer beträgt 0,1 bis 25 Gew.-%.
Das Mischungsverhältnis von Vinylchlorid zu Vinylacetat, ausgedrückt als Gewicht, beträgt 60:40 bis 95:5 oder bevorzugt 70:30 bis 90:10.
Darüber hinaus kann "eine Metallsulfonatgruppe-enthaltendes Polyurethanharz" in (A) und "Maleinsäure-enthaltendes Vinylchlorid Vinylacetat-Copolymerharz" in (B) als Gemisch verwendet werden.
Die Mischungsverhältnisse dieser Binderharze sind wie folgt: das von Maleinsäure-enthaltendem Vinylchloridharz beträgt bevorzugt 20 bis 65 Gew.-%, insbesondere 30 bis 55 Gew.-%; und das von Metallsulfantgruppeenthaltendem Polyurethan beträgt bevorzugt 35 bis 80 Gew.-%, insbesondere 45 bis 70 Gew.-%.
Wenn der Anteil an Vinylchlorid-Vinylacetat-Harz geringer ist als 20 Gew.-%, ist die Dispergierbarkeit der magnetischen Partikel schlecht; und ein Anteil von mehr als 65 Gew.-% resultiert in der Bildung eines magnetischen Bands von geringerer Stärke und Abfallen der magnetischen Schicht in Spalt-Bereichen (slit portions).
Falls das Mischungsverhältnis von einem Metallsulfonatgruppeenthaltendem Polyurethan geringer ist als 25 Gew.-%, besteht eine Tendenz, daß die Adhäsion zwischen der magnetischen Schicht und dem Träger schlecht ist, während bei Überschreiten des Mischungsverhältnisses von 80 % eine Tendenz besteht, daß die Oberflächeneigenschaften der magnetischen Schicht schlecht werden und Anhaften des magnetischen Bands häufig auftritt.
(C) Für magnetische Farben sind auch die Copolymerharze verwendbar, die erhalten werden durch Copolymerisieren der Monomere mit einer Vinylchloridgruppe und einer Epoxygruppe, und, falls notwendig, gemeinsam mit anderen Monomeren, die mit diesen Monomeren polymerisiert werden können, in Gegenwart eines radikalerzeugenden Mittels, welches eine starke Säuregruppe enthält, die ein Schwefel- oder Phosphoratom aufweist, wie Ammoniumpersulfat, Kaliumpersulfat, Ammoniumperphosphat und Natriumperphosphat. Die Zugabe eines solchen radikalerzeugenden Mittels beträgt üblicher Weise 0,3 bis 9,0 Gew.-% oder bevorzugt 1, bis 5,0 Gew.-% pro Monomere.
Dieser Typ Harz kann mit einer bekannten Methode hergestellt werden. Da viele radikalerzeugende Mittel, die ein Schwefel- oder Phosphoratom enthalten, wasserlöslich sind, werden diese Mittel bequem hergestellt durch Emulsionspolymerisation oder Suspensionspolymerisation in einem niedrigen Alkohol, typischer Weise Methanol. Eine weitere Herstellungsmethode ist die Lösungspolymerisation unter Verwendung eines Ketonlösungsmittels.
Neben den radikalerzeugenden Mittel mit einer starken Säuregruppe, die ein Schwefel- oder Phosphoratom enthält, können die üblichen radikalerzeugenden Mittel für die Polymerisation von Vinylchlorid verwendet werden. Die Beispiele für solche radikalerzeugenden Mittel schließen organische Peroxide wie Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, 3,5,5-Trimethylhexanoylperoxid, Diisopropylperoxydicarbonat, Di-2- ethylhexylperoxydicarbonat, Di-2-ethoxyethylperoxydicarbonat, t- Butylperoxypiparat und t-Butylperoxyneodecanoat ein; sowie Azo- Verbindungen wie 2,2'-Azobisisobutyronitri 1,2,2'-Azobis-2,4'- dimethylvaleronitril und 4,4'-Azobis-4-cyanovaleriansäure. Ein radikalerzeugendes Mittel mit einer starken Säuregruppe kann in Verbindung mit einem Reduktionsmittel wie Natriumformaldehydsulfoxylat, Natriumsulfit und Natriumthiosulfat verwendet werden.
Die Beispiele für die Monomere mit einer Epoxygruppe schließen Glycidylether ungesättigter Alkohole ein, typischerweise Allylglycidylether und Methylglycidylether; Glycidylester von ungesättigten Säuren, typischerweise Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Glycidyl-p-vinylbenzoat, Methylglycidylitaconat, Glycidylethylmaleat, Glycidylvinylsulfonat und Glycidylmethallylsulfonat; und Epoxid-Olefine wie Butadienmonoxid, Vinylcyclohexanmonoxid und 2-Methyl-5,6-epoxyhexen. Dieser Typ Monomer wird üblicherweise so zugegeben, daß der Anteil an Epoxygruppen im resultierenden Copolymer nicht geringer ist als 0,5 Gew.-%. Wenn der Anteil geringer ist als 0,5 Gew.-%, ist es schwierig, die Bedingungen für die Einführung einer starken Säuregruppe auszuwählen.
Die Beispiele für die in Verbindung mit dem Monomeren mit einer Vinylchlorid- und einer Epoxygruppe verwendeten Monomere schließen Vinylcarboxylatester wie Vinylacetat und Vinylpropionat ein; Vinylether wie Methylvinylether, Isobutylvinylether und Cetylvinylether; Vinylidene wie Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid; ungesättigte Carboxylatester wie Diethylmaleat, Butylbenzylmaleat, Di-2- hydroxyethylmaleat, Dimethylitaconat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Laurylmethacrylat und 2-Hydroxypropylmethacrylat; Olefine wie Ethylen und Propylen; ungesättigte Nitrile wie Methacrylonitril; aromatische Vinyle wie Styrol, α-Methylstyrol und p- Methylstyrol. Diese Monomere werden beliebig verwendet, um verschiedene Erfordernisse zu erfüllen; beispielsweise um die Kompatibilität und die Erweichungspunkte der resultierenden Mischung bei der Mischung eines der zuvor beispielhaft angegebenen Harze mit einem anderen Typ Harz einzustellen, und um die Löslichkeit dieser Harze zu verbessern; oder um die Schichteigenschaften und den Beschichtungsprozeß zu verbessern.
Die so erhaltenen Beispielharze haben einen mittleren Polymerisationsgrad von 100 bis 900, bevorzugt 200 bis 500, und einen Vinylchloridgehalt von nicht weniger als 60 Gew.-%. Ein Polymerisationsgrad von weniger als 100 resultiert in einer nicht ausreichenden Abriebbeständigkeit der magnetischen Schicht, und ein Grad von mehr als 900 resultiert in hochviskoser Farbe und ungenügend dispergierten magnetischen Partikeln. Daneben verschlechtert ein Vinylchloridgehalt von weniger als 60 Gew.-% die Kompatibilität des Harzes mit einem flexiblen Material.
Die Menge der starken Säuregruppe, die an die obigen Harze gebunden ist, muß 0,1 bis 4,0 Gew.-% in Form von SO&sub3;, SO&sub4;, -PO&sub4; betragen. Falls die Menge geringer ist als 0,1 Gew.-% ist die Dispergierbarkeit der magnetischen Partikel nicht ausreichend; während eine Menge von mehr als 4,0 Gew.-% die hydrophilen Eigenschaften einer starken Säuregruppe fördert, was in Ausflocken der magnetischen Partikel und Abnahme der Feuchtigkeitsbeständigkeit der aufgetragenen Schicht resultieren.
Darüberhinaus zeigen die Beispielharze, die eine Epoxygruppe enthalten, hervorragende Wärmestabilität. Dementsprechend ist es möglich, magnetische Aufzeichnungsmedien mit hoher Zuverlässigkeit und weniger Korrosivität gegenüber einem Magnetkopf herzustellen. Die Reaktivität einer Epoxygruppe ermöglicht es außerdem, ein aufgetragenes Harz mit einem Vernetzungsmittel wie Polyamin- oder Polycarbonsäureverbindungen zu vernetzen. Ein solches Vernetzungsmittel beschleunigt die Vernetzung der obigen Harze schneller als die eines üblichen Vinylchloridcopolymeren mit Epoxygruppe und ohne starke Säuregruppe. Der Grund für eine solche schnelle Vernetzung ist noch unbekannt. Ein möglicher Grund ist eine Beschleunigung durch die an das Harz gebundene starke Säuregruppe.
(D) Modifizierte Polyurethane, die nicht weniger als 0,1 mäq/g einer oder mehrerer funktioneller Gruppen enthalten, die ausgewählt werden aus Carboxylgruppe, Epoxygruppe und Hydroxygruppe, wobei ein Molekül Polyurethan nicht weniger als durchschnittlich 3 (bevorzugt nicht weniger als 5) funktioneller Gruppen enthält; und modifiziertes Polyurethan, das nicht nur eine Sulfongruppe, sondern auch eine Epoxygruppe und/oder Hydroxygruppe enthält:
Dieser Typ Harz hat ein mittleres Molekulargewicht von 5000 bis 100000, oder bevorzugt 8000 bis 60000. Während die üblichen thermoplatischen Polyurethanharze Hydroxygruppen nur an den Enden einer molekularen Struktur aufweisen, haben diese modifizierten Polyurethane polare funktionelle Gruppen innerhalb der Molekülstruktur. Dementsprechend wird ein solches Polyurethan leicht auf feinen magnetischen Partikeln adsorbiert, und die Benetzbarkeit der Partikel wird verbessert. Dadurch wird die Dispergierbarkeit der Partikel ebenfalls verbessert. Die modifizierten Polyurethanharz mit Hydroxygruppen werden bevorzugt gebildet durch Öffnen der Epoxyringe der Polyurethanharze mit Epoxiden modifiziert, mit Aminen und/oder Carbonsäuren, und enthalten nicht weniger als 0,1 mäq/g in der Molekülkette, genauso wie nicht weniger als 3, bevorzugt nicht weniger als 5 funktionelle Gruppen, wobei das mittlere Molekulargewicht 5000 bis 100000, bevorzugt 8000 bis 60000 beträgt; die Epoxyharzkomponente wird durch die folgende allgemeine Formel [I] dargestellt:
(R&sub1; und R&sub2; stellen unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe dar; n stellt 0 oder eine ganze Zahl von 1 oder mehr dar).
Insbesondere kann die Bisphenolstruktur zur Einstellung der Hydrolysebeständigkeit und der Härte einer aufgetragenen Schicht auf einem magnetischen Band beitragen. Falls der Anteil an funktionellen Gruppen geringer ist als 0,1 mäq/g, ist es schwierig, die feinen magnetischen Pulver gründlich zu dispergieren.
Die typischen Beispiele eines Carboxylgruppen-enthaltenden modifizierten Polyurethanharzes sind Lysin-modifizierte oder Lysinsalz (Lysinalkalisalz, Lysinat eines organischen Kations)-modifizierte Harze; und mit solchen Verbindungen, die durch allgemeine Formel [II] dargestellt werden, modifizierte Harze
(wobei R&sub3; eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt); oder mit 2-Hydroxypropan-1,3-diol oder dessen Salzen (Carboxylaten) modifizierte Harze. Lysinmodifikation und 2-Carboxypropandiol Modifikation sind im Detail in den japanischen geprüften Patenten Nr. 15517/1971 und 38760/1978 beschrieben. Die weiteren modifizierten Harze sind im japanisch geprüften Patent Nr. 41607/1980 beschrieben.
Von den Harzen von (A) bis (D) können die Urethanharze von (A) und (D) und die Vinylchloridharze (C) genauso wie die Vinylchlorid-Vinylacetat Harze (8) beliebig kombiniert und verwendet werden. Das bevorzugte Kombinationsverhältnis von (A)/(C) oder (D)/(C) und/oder (D)/(B) beträgt 20/80 bis 80/20 (Gew.-%). Die Harze von (C) können Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere sein. Zusätzlich können übliche Urethan- oder Vinylchlorid-Vinylacetat kombiniert verwendet werden.
Bei Bildung einer magnetischen Schicht durch Lackieren wird ein multifunktionelles Isocyanat als Vernetzungsmittel bevorzugt in einer vorgeschriebenen Menge zum Harz gegeben, um die magnetische Schicht zu festigen. Die Beispiele für solche Vernetzungsmittel schließen Triphenylmethantriisocyanat, Tris-(p-isocyanatophenyl)thiophosphat und Polymethylenpolyphenylisocyanat ein. Die bevorzugten sind Methylenisocyanat und Tolylendiisocyanat. Bei Härten einer magnetischen Schicht durch Elektronenstrahlbestrahlung kann eine Isocyanatverbindung zu der Schicht gegeben werden oder nicht.

Beispiele

Die Beispiele für die vorliegende Erfindung werden im folgenden beschrieben.
Die unten beschriebenen Zusammensetzungen, Verhältnisse, Verfahren können verschieden modifiziert werden, ohne vom Umfang der Erfindung wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert abzuweichen. Der Begriff "Teile" in den folgenden Beispielen bedeutet immer "Gewichtsteile".

Experiment 1

Die in Tabelle 1 angegebenen magnetischen Bänder (in Fig. 1 gezeigt) wurden hergestellt durch einzelnes Formen einer magnetischen Schicht und einer BC-Schicht auf einem Träger entsprechend den folgenden Verfahren. Das magnetische Band in Vergleichsbeispiel 2 hat jedoch keine BC-Schicht.
Als erstes wurden die als Trger dienenden Basisfilme vorgeschriebener Dicke aus den in Tabelle 1 gezeigten Harzen hergestellt.
Als nächstes wurde magnetisches Fe-Al-Pulver und die in Tabelle 1 aufgelisteten Bestandteile dispergiert, und die resultierenden magnetischen Farben wurden durch einen 1 µm-Siebfilter filtriert, und anschließend wurden 5 Teile multifunktionelles Isocyanat zugegeben, und anschließend wurde der Träger mit der resultierenden Dispersion in einer Dicke von 2,3 µm überzogen und mit einem Superkalander behandelt. So wurden die magnetischen Schichten mit den in Tabelle 1 dargestellten Eigenschaften und Zusammensetzungen gebildet. In Beispiel 4 wurde magnetisches Fe-Al-Ni-Metallpulver (Al 6 Atom-%; Ni 1 Atom-% und Rest Fe) verwendet.
Als nächstes wurde die BC-Schicht-Farbe der folgenden Zusammensetzung auf der entgegengesetzten Seite zur magnetischen Schicht aufgetragen, um eine Trockenüberzugsschicht von 0,4 µm Dicke zu bilden.
So wurde das magnetische Band mit jeweils einer magnetischen Schicht und einer BC-Schicht vorherbeschriebener Dicke hergestellt und aufgewickelt. Der jeweilige magnetische Film wurde in 8 mm breite Bänder geschnitten, um die Videobänder herzustellen. Zum Testen der Kratzhäfigkeit auf den Bändern wurden 1/2 Inch (12,65 mm) breite Bänder verwendet.
Die Beurteilungsergebnisse der mit dem vorherbeschriebenen Verfahren hergestellten Bänder sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Die Beurteilungen wurden mit den folgenden Methoden gemessen.

Young Modul:

Eine Probe mit 10 mm Breite und 15 cm Länge wurde einem Strecktest mit einem Universal-Tensiometer vom Instron-Typ und einer Streckgeschwindigkeit von 10 mm/Minute mit einem Anfangsabstand von 100 mm between chacks mit einer Band-Geschwindigkeit (chart speed) von 500 mm/Minute unterzogen. Der Young-Modul (1 %) jeder Probe wurde arithmetrisch bestimmt, basierend auf der Last am 1 %-Elongationspunkt auf der resultierenden Last-Elongations-Kurve.

Luminanz S/N:

Wurde bestimmt unter Verwendung eines Farb-Video-Rauschmessers "Shibasoku, Modell 925 D/1". Der Schwellenwert des Hochdurchlaß-Filters war 4,2 MHz; das des Niedrigdurchlaß-Filters 10 KHz. Der verwendete Videorecorder war ein 8 mm Videorecorder. Die erhaltenen Luminanz S/N- Verhältnisse sind die Werte relativ zu dem von Vergleichsbeispiel 1, das auf 0 dB festgesetzt wird.

RF-Output-Verlust:

Unter Verwendung eines 8 mm-Videorecorders wurden RF-Output-Level gemessen, und dadurch wurden die Abweichung des Outputs nach 100 mal Wiedergabe vom Anfangs-Output-Levels bestimmt (Einheit dB).'

Standbild-Dauer:

Dies ist die Dauer, dargestellt in Minuten, in der der Level eines Standbilds um 2 dB abnimmt. Je größer der Level ist, desto größer ist die Dauerhaftigkeit und die Abriebbeständigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums.

Band-Kratz-Häufigkeit:

Das zu testende Band wurde in einen kommerziell erhältlichen Videorecorder vom VHS-Typ eingelegt und das Band wurde während einer Minute gespielt. Als nächstes wurde der Lauf gestoppt und das Band wurde entnommen, und dann wurden die dem Einlegen und Entnehmen genauso wie dem Laufen unterworfenen Bereichen visuell untersucht, um festzustellen, ob Kratzer auf der Bandoberfläche vorhanden waren. Die Häufigkeit wurde durch den folgenden Ausdruck bestimmt:
Band-Kratz-Häufigkeit = Anzahl Kratzer/Anzahl Tests x 100 (%)
Die Anzahl an Tests war größer als 20.

Sättigungsmagnetisierung:

Die Sättigungsmagnetisierung der Probebänder wird in Gauss-Einheiten angegeben.

Sättigungsmagnetisierung-Restrate:

Das Probeband wurde während einer Woche unter den Bedingungen 60ºC und 80 % relative Luftfeuchtigkeit stehengelassen, und dann wurde die Sättigungsmagnetisierung gemessen. Die Restmagnetisierung wird dargestellt als Prozentanteil der Sättigungsmagentisierung nach Altern zur Anfangssättigungsmagnetisierung. Tabelle 1
Aus den in Tabelle 1 zusammengefaßten Daten ergibt sich offensichtlich, daß die Eigenschaften der magnetischen Bänder bemerkenswert verbessert wurden, indem die folgenden Verfahren in Kombination entsprechend der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden:
- Einarbeiten von Ruß in eine magnetische Schicht und eine BC-Schicht.
- Anwendung eines Trägers mit einem Young-Modul von nicht weniger als 1100 kg/mm².
Es ist ebenfalls offensichtlich, daß die Verwendung von magnetischem Fe-Al-Pulver als magnetisches Metallpulver in einer höheren Sättigungsmagnetisierungs-Restrate resultiert, d.h. in verbesserter Alterungsdauerhaftigkeit der Aufzeichnungsmedien.
Als nächstes wurde unter Verwendung des magnetischen Bands aus Beispiel 1 und desjenigen aus Vergleich 1 der folgende Test durchgeführt. Abfallen von Staub nach dem Dauerhaftigkeitstest:
Das Magnetband wurde 2000 mal einer wiederholten Aufnahme-Wiedergabe bei normaler Temperatur und normaler Feuchtigkeit unterworfen, und anschließend wurde der in dem Bandlaufbereich des Videorecorders angesammelte Staub gesammelt, und der Grad von Verschmutzung durch Staub wurde visuell beurteilt.
Als Ergebnis des obigen Tests resultierte das magnetische Band aus Vergleich 1 in offensichtlicher Ansammlung von Staub, während einige Verschmutzung durch Staub bei den magnetischen Bändern aus Beispiel 1 beobachtet wurde.

Experiment 2

Die in Fig. 1 gezeigten magnetischen Bänder wurden hergestellt, indem einzeln eine magnetische Schicht und eine BC-Schicht auf einem Träger entsprechend den folgenden Verfahren gebildet wurde. Das magnetische Band in Vergleich 10 hat jedoch keine BC-Schicht.
Als erstes wurden die Basisfilme vorgeschriebener mit 4,3 µm Dicke, die als Träger dienten, aus Polyethylennaphthalat (PEN) oder Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt, wie in Tabelle 2 aufgelistet.
Als nächstes wurden die in Tabelle 2 aufgelisteten Bestandteile dispergiert, und die resultierenden magnetischen Farben wurden unabhängig voneinander durch einen 1 µm-Siebfilter filtriert, und anschließend wurden 5 Teile multifunktionelles Isocyanat zugegeben. Anschließend wurde der Träger mit der resultierenden Dispersion überzogen und mit einem Superkalander behandelt. So wurden die magnetischen Schichten (2,5 µm Dicke) mit den in Tabelle 2 dargestellten Eigenschaften und Zusammensetzungen gebildet.
Als nächstes wurde die BC-Schicht-Farbe der folgenden Zusammensetzung auf der entgegengesetzten Seite zur magnetischen Schicht aufgetragen, um eine Trockenüberzugsschicht von 0,4 µm Dicke zu bilden.
Ruß in Tabelle 2 angegebene Menge
Titanoxid 10 Teile
Nitrocellulose 25 Teile
N-2301 (Nippon Polyurethane) 25 Teile
Coronate L (Nippon Polyurethane) 10 Teile
Cyclohexanon 400 Teile
Methylethylketon 250 Teile
Toluol 250 Teile
So wurden breite magnetische Filme mit einer magnetischen Schicht und einer BC-Schicht vorherbeschriebener Dicke hergestellt und aufgewickelt. Der jeweilige magnetische Film wurde in 8 mm breite Bänder geschnitten, um die Videobänder herzustellen. Zum Testen der Kratzhäufigkeit auf den Bändern wurden 1/2 Inch (12,65 mm) breite Bänder verwendet.
Die Beurteilungsergebnisse mit dem vorherbeschriebenen Verfahren hergestellten Bänder sind in Tabelle 2 zusammengefaßt. Die Beurteilungen wurden mit denselben Methoden wie in Experiment 1 gemessen. Die erhaltenen Luminanz S/N-Verhältnisse und RF-Output- Verluste sind die Werte relativ zu denen aus Vergleich 7, der auf 0 dB festgesetzt wird. Tabelle 2
Aus den in Tabelle 2 zusammengefaßten Daten ergibt sich offensichtlich, daß die Eigenschaften der magnetischen Bänder bemerkenswert verbessert wurden, indem die folgenden Verfahren in Kombination entsprechend der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden:
- Herstellen eines Basisfilms aus Polyethylennaphthalat (PEN).
- Verwendung eines magnetischen Metallpulvers eines BET-Werts von nicht weniger als 50 m²/g.
- Einstellung der Oberflächenrauhigkeit der magnetischen Schicht auf weniger als 0,010 µm.
- Einstellen der Oberflächenrauhigkeit der BC-Schicht auf nicht weniger als 0,010 µm.

Experiment 3

Die in Fig. 1 gezeigten magnetischen Bänder wurden hergestellt, indem einzeln eine magnetische Schicht und eine BC-Schicht auf einem Träger entsprechend den folgenden Verfahren gebildet wurde. Das magnetische Band in Vergleich 14 hat jedoch keine BC-Schicht.
Als erstes wurden die als Träger dienenden Basisfilme von 4,3 µm Dicke aus Polyethylennaphthalat (PEN) oder Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt, wie in Tabelle 3 aufgelistet.
Als nächstes wurden die in Tabelle 3 aufgelisteten Bestandteile dispergiert, und die resultierenden magnetischen Farben wurden unabhängig voneinander durch einen 1 µm-Siebfilter filtriert, und anschließend wurden 5 Teile multifunktionelles Isocyanat zugegeben. Anschließend wurde der Träger mit der resultierenden Dispersion überzogen und mit einem Superkalander behandelt. So wurden die magnetischen Schichten (2,5 µm Dicke) mit den in Tabelle 3 dargestellten Eigenschaften und Zusammensetzungen gebildet. Als nächstes wurde die BC-Schicht-Farbe der folgenden Zusammensetzung auf der entgegengesetzten Seite der magnetischen Schicht aufgetragen, um eine Trockenüberzugsschicht von 0,4 µm Dicke zu bilden.
Ruß in Tabelle 3 angegebene Menge
Titanoxid 10 Teile
Nitrocellulose 25 Teile
N-2301 (Nippon Polyurethane) 25 Teile
Coronate L (Nippon Polyurethane) 10 Teile
Cyclohexanon 400 Teile
Methylethylketon 250 Teile
Toluol 250 Teile
So wurden breite magnetische Filme mit einer magnetischen Schicht und einer BC-Schicht vorherbeschriebener Dicke hergestellt und aufgewickelt. Der jeweilige magnetische Film wurde in 8 mm breite Bänder geschnitten, um die Videobänder herzustellen. Zum Testen der Kratzhäufigkeit auf den Bändern wurden 1/2 Inch (12,65 mm) breite Bänder verwendet.
Die Beurteilungsergebnisse mit dem vorherbeschriebenen Verfahren hergestellten Bänder sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. Die Beurteilungen wurden mit den folgenden Methoden wie in Experiment 1 gemessen.
Die erhaltenen Luminanz-S/N-Verhältnisse und RF-Output-Verluste sind die Werte relativ zu den von Vergleich 13, die auf 0 db gesetzt werden. Tabelle 3
Aus den in Tabelle 3 zusammengefaßten Daten geht offensichtlich hervor, daß die Eigenschaften der magnetischen Bänder deutlich verbessert wurde, in dem die folgenden Verfahren in Kombination entsprechend der vorliegenden Erfindung angewendet wurden:
- Herstellung eines Basisfilms aus Polyethylennaphthalat (PEN).
- Einarbeiten einer Fettsäure in eine magnetische Schicht.
- Verwendung eines magnetischen Metallpulvers mit einem BET-Wert von nicht weniger als 40 m²/g.
- Einarbeiten von Ruß in eine BC-Schicht.

Experiment 4

Die in Figur 1 hergestellten magnetischen Bänder wurden hergestellt, indem einzeln eine magnetische Schicht und eine BC-Schicht auf einem Träger entsprechend den folgenden Verfahren gebildet wurden. Das magnetische Band aus Vergleich 18 hat jedoch keine BC-Schicht. Zunächst wurden die als Träger dienenden Basisfilme von 4,5 µm Dicke aus Polyethylennaphthalat (PEN) oder Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt, wie in Tabelle 4 aufgelistet.
Als nächstes wurden die in Tabelle 4 aufgelisteten Bestandteile dispergiert, und die resultierenden magnetischen Farben wurden unabhängig voneinander durch einen 1µm-Siebfilter filtriert, und dann wurden 5 Teile multifunktionelles Isocyanat zugegeben. Anschließend wurde der Träger mit der resultierenden Dispersion überzogen und mit einem Superkalander behandelt. So wurden die magnetischen Schichten (2,5 µm Dicke) mit den in Tabelle 4 aufgelisteten Eigenschaften und Zusammensetzungen gebildet.
Die Al-Gehalte in den metallischen magnetischen Pulvern waren 5 Atom-% (im folgenden einfach als % bezeichnet) (Beispiele 11 und 14), 3 % (Beispiel 12), 8 % (Beispiel 13) und 5 % (Vergleich 20).
Als nächstes wurde die BC-Schicht-Farbe der folgenden Zusammensetzung auf die entgegengesetzte Seite zur magnetischen Schicht aufgetragen, um eine Trockenüberzugsschicht von 0,4 µm Dicke zu bilden.
Ruß in Tabelle 4 angegeben (mittlere Korngröße 50 nm (mµ))
anorganisches nicht-magnetisches
Pulver in Tabelle 4 angegeben
Nitrocellulose 25 Teile
N-2301 (Nippon Polyurethane) 25 Teile
Coronate L (Nippon Polyurethane) 10 Teile
Cyclohexanon 400 Teile
Methylethylketon 250 Teile
Toluol 250 Teile
So wurden die breiten magnetischen Filme mit einer magnetischen Schicht und einer BC-Schicht vorherbeschriebener Dicke hergestellt und aufgewickelt. Die jeweiligen magnetischen Filme wurden zur Bildung von Videobändern in 8 mm breite Bänder geschnitten.
Zum Test der Kratzhäufigkeit auf den Bändern wurden ein 1/2-Inch (12,65 mm) breite Bänder verwendet.
Die Beurteilungsergebnisse der mit den vorstehenden Verfahren hergestellten Bänder sind in Tabelle 4 zusammengefaßt. Die Beurteilungspunkte wurden mit denselben Methoden wie in Beispiel 1 gemessen. Tabelle 4
Aus den in Tabelle 4 zusammengefaßten Daten ergibt sich offensichtlich, daß die Eigenschaften der magnetischen Bänder bemerkenswert verbessert wurden, indem die folgenden Verfahren in Kombination entsprechend der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden:
- Herstellen eines Basisfilms aus Polyethylennaphthalat.
- Einarbeiten von magnetischem Fe-Al-Pulver in eine magnetische Schicht.
- Anordnung einer BC-Schicht, die nicht magnetische Partikel enthält. (Schräglauf-Eigenschaft)(shew property)
Als nächstes wurde unter Verwendung der Videobänder aus Beispiel 11 und Vergleich 19 die Schräglauf-Eigenschaften beider Videobänder gemessen.
Die Schräglauf-Eigenschaft wurde bestimmt, indem die Abweichung eines Signals am Kopf bei der Wiedergabe eines Bands gemessen wurde, das durch Erhitzen auf 70ºC bei normaler Feuchtigkeit während einer Stunde behandelt worden war nach Aufnahme bei Normaltemperatur und Feuchtigkeit.
Das Ergebnis ist, daß die Abweichung des Videobands aus Beispiel 11 16 µsec. betrug, während die des Videobands in Vergleich 19 29 Msec. betrug. Das bedeutet, daß das Videoband gemäß der Erfindung eine deutliche Verbesserung der Schräglauf-Eigenschaft zeigte.

Experiment 5

Die Videobänder mit der Zusammensetzung und den Bestandteilen aus Beispiel 11 und Vergleich 17 in Experiment 4 wurden getestet, indem die Zusammensetzungen der magnetischen Metallpulver verschiedentlich geändert wurden. Die Daten des Videobands, das die Zusammensetzungen und Bestandteile aus Beispiel 11 umfaßte, beziehen sich auf A (Beispiel), während die Daten des Videobands, das die Zusammensetzung und Bestandteile aus Vergleich 17 umfaßte, sich auf B (Vergleich) bezieht.
Genauer gesagt, wurde unter Variation des Al-Gehalts im magnetischen Fe-Al-Pulver das Luminanz S/N-Verhältnis genauso wie die Sättigungsmagnetisierungs-Restrate untersucht, und die Ergebnisse wurden in Fig. 3 und 4 dargestellt. In Fig. 4 wurde das Ergebnis nur für die Daten des Videobands mit der Zusammensetzung und den Bestandteilen aus Beispiel 11 dargestellt.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, resultiert ein Al-Gehalt von weniger als 0,5 Atom-% in der magnetischen Schicht in schneller Verschlechterung der Sättigungsmagnetisierungs-Restrate nach Altern. Diese Tatsache zeigt, daß die Einarbeitung von mehr als 0,5 Atom-% Al in das magnetische Pulver zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit der magnetischen Schicht im großen Ausmaß beiträgt. Demgegenüber zeigt Fig. 3 die Tendenz der beschleunigten Verminderung von Lumi S/N (dB) bei einem Al- Gehalt von mehr als 20 Atom-%, wobei vermutet wird, daß dies durch schlechte Dispersion der Bestandteile im magnetischen Pulver durch den höheren Al-Gehalt verursacht wird, und diese Tendenz ist deutlicher in Vergleich (B) als in Beispiel (A). Daher kann aus den vorstehenden Ergebnissen geschlossen werden, daß im magnetischen Pulver im Bereich von 0,5 bis 20 Atom-% enthaltenes Aluminium in einer Verbesserung der Alterungsbeständigkeit und der Dispergierbarkeit in der magnetischen Schicht in großem Ausmaß resultiert hat. Es ist ebenfalls offensichtlich, daß das Luminanz-S/N-Verhältnis verbessert wurde, indem anorganische nicht-magnetische Partikel in die BC-Schicht eingearbeitet wurden.

Claims

1. Verfahren zur Verbesserung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums hinsichtlich der physikalischen und elektromagnetischen Eigenschaften, umfassend in Kombination die Stufen:

Herstellung eines Trägers aus einem Kunststoff, der einen hohen Young-Modul gewährleistet;

Vorsehen einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf dem Träger, welche ein ferromagnetisches Metallpulver, einen Ruß, einen Schmierstoff, einen Abrasivstoff und einen Binder umfaßt;

Vorsehen einer Rückseitenüberzugsschicht auf der der magnetischen Schicht entgegengesetzten Seite des Trägers, welche einen Ruß und gegebenenfalls nicht-magnetische Partikel und einen Binder und/oder einen Schmierstoff umfaßt;

wobei der Young-Modul des magnetischen Aufzeichnungsmediums in der Laufrichtung nicht geringer ist als 1100 kg/mm²

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend:

einen Träger aus einem Kunststoff, der einen hohen Young-Modul gewährleistet;

wobei auf dem Träger eine magnetische Aufzeichnungsschicht vorgesehen ist, die ein ferromagnetisches Metallpulver, einen Ruß, einen Schmierstoff, einen Abrasivstoff und einen Binder umfaßt;

wobei auf der der magnetischen Schicht entgegengesetzten Seite des Trägers eine Rückseitenüberzugsschicht vorgesehen ist, die einen Ruß und gegebenenfalls nicht-magnetische Partikel und einen Binder und/oder einen Schmierstoff umfaßt;

wobei der Young-Modul des magnetischen Aufzeichnungsmediums in Laufrichtung nicht geringer ist als 1100 kg/mm².

3. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Young-Modul des magnetischen Aufzeichnungsmediums in Laufrichtung 1200 bis 1800 kg/mm² beträgt.

4. Verfahren oder Medium nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei der Young- Modul des magnetischen Aufzeichnungsmediums in Querrichtung 500 bis 1600 kg/mm² beträgt.

5. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 bis 4, wobei der Träger hergestellt ist aus Polyethylennaphthalat, Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyimid, Polyethersulfon oder Polyetherketon.

6. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 5, wobei die Dicke des magnetischen Aufzeichnungsmediums geringer ist als 9 µm.

7. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 5, wobei die Dicke der magnetischen Schicht geringer ist als 2,5 µm.

8. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 7, wobei die Dicke des Trägers 2,5 bis 6,0 µm beträgt.

9. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 8, wobei der Anteil an Ruß in der magnetischen Schicht 0,1 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metall pulvers beträgt.

10. Verfahren oder Medium nach Anspruch 9, wobei die mittlere PartikelgröBe des Rußes 20 bis 70 µm beträgt.

11. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 10, wobei der Schmierstoff ausgewählt wird aus der aus einer Fettsäure, einem Fettsäureester und der Kombination davon bestehenden Gruppe.

12. Verfahren oder Medium nach Anspruch 11, wobei der Anteil der Fettsäure in der magnetischen Schicht 0,2 bis 10,0 Gew.-% bezogen auf das ferromagnetische Metallpulver beträgt.

13. Verfahren oder Medium nach Anspruch 11, wobei der Anteil am Fettsäureester in der magnetischen Schicht 0,1 bis 10,0 Gew.-% bezogen auf das ferromagnetische Metallpulver beträgt.

14. Verfahren oder Medium nach Ansprüchen 11, 12 und 13, wobei das Gewichtsverhältnis der Fettsäure und des Fettsäureesters, die kombiniert eingesetzt werden, 10/90 bis 90/10 beträgt.

15. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 14, wobei der Anteil am Ruß in der Rückseitenüberzugsschicht 20 bis 100 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Binders beträgt.

16. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 15, wobei die Zusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers ausgewählt wird aus der aus Fe-Al, Fe-Al-Ni, Fe-Al-Zn und Fe-Al-Co bestehenden Gruppe.

17. Verfahren oder Medium nach Anspruch 16, wobei der Anteil an Aluminium im ferromagnetischen Metallpulver 0,5 bis 20 Atom-% beträgt.

18. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 17, wobei die spezifische Oberfläche nach BET des ferromagnetischen Metallpulvers 40 bis 90 m²/Gramm beträgt.

19. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 18, wobei der Anteil des Abrasivstoffs in der magnetischen Schicht geringer ist als 20 Gew.-% bezogen auf das ferromagnetische Metalpulver.

20. Verfahren oder Medium nach Anspruch 18 oder 19, wobei die mittlere Partikelgröße des Abrasivstoffs geringer ist als 0,4 µm.

21. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 20, wobei der Anteil der nicht-magnetischen Partikel in der Rückseitenüberzugsschicht 20 bis 70 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Binderharzes beträgt.

22. Verfahren oder Medium nach Anspruch 21, wobei die mittlere Partikelgröße der nicht-magnetischen Partikel 10 bis 300 µm beträgt.

23. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 22, wobei die Oberflächenrauhigkeit (Ra) der magentischen Schicht 0,001 bis 0,010 µm beträgt.

24. Verfahren oder Medium nach Anspruch 1 oder Ansprüchen 2 bis 23, wobei die Oberflächenrauhigkeit (Ra) der Rückseitenüberzugsschicht 0,010 bis 0,020 µm beträgt.