DE4213006A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit
einer auf einen nichtmagnetischen Träger aufgebrachten Magnet
schicht und insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium,
dessen Magnetschicht aus wenigstens zwei Schichten zusammenge
setzt ist und ausgezeichnete elektromagnetische Charakteristiken
besitzt.
Magnetische Aufzeichnungsmedien werden weit verbreitet für
Audiobänder, Videobänder und für Floppy-Disks verwendet. In den
letzten Jahren wurde der Versuch unternommen, magnetische Auf
zeichnungsmedien zu entwickeln, die ein Aufzeichnen mit hoher
Dichte ermöglichen und die ausgezeichnete elektromagnetische
Charakteristiken besitzen, so daß eine hohe Bild- und hohe Ton
qualität zur Verfügung gestellt werden können. Um ausgezeichnete
elektromagnetische Charakteristiken zu erhalten, wurden ver
schiedene Versuche unternommen. Mit Zunahme der Anwendung magne
tischer Aufzeichnungsmedien und deren Gebrauch in großen Mengen
besteht das Bedürfnis, solche magnetischen Aufzeichnungsmedien
mit geringen Herstellungskosten zu erzeugen. Typische Herstel
lungsverfahren, die solche Erfordernisse berücksichtigen, um
fassen ein Verfahren, bei dem die Beladung verbessert ist, ein
Verfahren, bei dem die Koerzitivkraft verbessert ist, sowie ein
Verfahren mittels dem die Oberfläche des Mediums glatter ausge
staltet werden kann. Um ein wirksameres Aufzeichnen in Tiefen
richtung der magnetischen Schicht zu ermöglichen, wird in hohem
Maße eine Vielschichtstruktur aus dem Grund eingesetzt, daß die
obere Schicht die Charakteristiken für eine hohe Bildqualität
besitzt und die untere Schicht die Charakteristiken für eine
hohe Tonqualität aufweist. Hierfür ist ein geeignetes ferro
magnetisches Pulver einsetzbar.
Der Vorteil einer Vielschichtstruktur liegt darin, daß die Me
dien kostengünstig herstellbar sind, da ein geeignetes Material
in Abhängigkeit der betreffenden Schicht einsetzbar ist. Es ist
weiterhin erforderlich, daß der reproduzierte Output erhöht ist,
um eine hohe Bild- und hohe Tonqualität zu erzielen, und daß das
Modulationsrauschen zur Verbesserung des S/N-Verhältnisses her
abgesetzt ist. Dies ist erreichbar durch Verbesserung des Bela
dungsgrades und der Glätte des magnetischen Aufzeichnungsmedi
ums.
Bei Verwendung einer Vielschichtstruktur ist ein hoher Output
oder eine hohe Ausgangsleistung über einen weiten Frequenzbe
reich erhältlich durch Erhöhung der Koerzitivkraft der oberen
Schicht und Erniedrigung der Koerzitivkraft der unteren Schicht,
wie dies in der JP-A-59-1 72 144 (der Ausdruck "JP-A" bedeutet
eine "nicht geprüfte veröffentlichte japanische Patentanmel
dung"), der JP-A-61-2 14 223 und der JP-A-57-69 528 beschrieben
ist. Aus den JP-A-58-56 230, JP-A-58-56 231, JP-A-58-70 429,
JP-A-1-1 06 333 und JP-A-58-17 539 ist es bekannt, daß das Rauschen
vermindert wird, wenn in der oberen Schicht ein feines ferroma
gnetisches Pulver eingesetzt wird. Die JP-A-58-53 024 offenbart,
daß für einen hohen Output die obere Schicht in hohem Maße ge
füllt ist. Zusätzlich wurden Versuche unternommen, bei denen das
Augenmerk auf die Größe und Gestalt des in der oberen Schicht
verwendeten ferromagnetischen Pulvers gerichtet ist, wie dies in
JP-A-57-98 135, JP-A-63-1 87 419, JP-A-64-19 524, JP-A-2-1 92 019 und
JP-A-2-2 54 626 beschrieben ist. Eine Vielschichtstruktur ist wie
vorstehend beschrieben für die Verbesserung der elektromagneti
schen Charakteristiken wirksam. Mit der Entwicklung der Auf
zeichnung mit hoher Dichte besteht jedoch ein Bedürfnis nach
weiterer Verbesserung der elektromagnetischen Charakteristiken
von magnetischen Aufzeichnungsmedien.
So wurden beispielsweise feine ferromagnetische Pulverteilchen
zur Verminderung des Rauschens eingesetzt. Um das Rauschen zu
verringern, darf die Länge der Hauptachse des ferromagnetischen
Pulvers nicht größer sein als 0,3 µm. Ausführungsformen, bei
denen ferromagnetische Pulver mit einer Hauptachsenlänge von
nicht mehr als 0,3 µm verwendet werden, sind in den
JP-A-63-1 87 419 und JP-A-64-19 524 beschrieben. Es ist jedoch schwierig,
ferromagnetische Pulver mit solch einer kleinen Partikelgröße zu
dispergieren und orientieren. Daher ist es schwierig, den Bela
dungsgrad der Pulver zu erhöhen. Demgemäß ist der Output ernied
rigt und ausreichende Charakteristiken sind nicht erhältlich,
obwohl das Rauschen verringert werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Audioband oder ein
Videoband zu schaffen, das ausgezeichnete verbesserte elektroma
gnetische Charakteristiken besitzt.
Diese Aufgabe wird durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen eines
solchen magnetischen Aufzeichnungsmediums.
Die Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen durchgeführt, um
die vorstehend genannten Probleme im Stand der Technik zu lösen
und haben gefunden, daß die elektromagnetischen Charakteristiken
in hohem Maße verbesserbar sind, wenn die obere Schicht der
magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Vielschichtstruktur ein
spezifisches Verhältnis zwischen der Dicke der oberen Schicht
und der Gestalt des ferromagnetischen Pulvers besitzt.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein magnetisches Aufzeich
nungsmedium, umfassend einen nichtmagnetischen Träger mit einer
darauf ausgebildeten Vielzahl magnetischer Schichten, von denen
jede ein ferromagnetisches Pulver und ein Bindemittel umfaßt und
die aus einer unteren magnetischen Schicht und einer auf der
unteren Magnetschicht angeordneten oberen Magnetschicht zusam
mengesetzt sind, und das dadurch charakterisiert ist, daß das in
der oberen Magnetschicht enthaltene ferromagnetische Pulver eine
Hauptachsenlänge von nicht mehr als 0,30 µm und eine Kristallit
größe von nicht mehr als 40 nm (400 A) besitzt, wobei die obere
Magnetschicht eine Trockendicke von nicht mehr als 1,20 µm be
sitzt und die Oberfläche der oberen Magnetschicht eine durch
schnittliche Oberflächenrauhigkeit (Ra) an der Mittellinie von
nicht mehr als 0,015 µm aufweist.
Bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen magneti
schen Aufzeichnungsmediums sind folgende:
- 1) Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, bei dem das Verhält nis der Länge der Hauptachse/Kristallitgröße des ferro magnetischen Pulver in der oberen Magnetschicht 3 bis 7 beträgt, die Trockendicke der oberen Magnetschicht nicht mehr als das 30-fache der Kristallitgröße des ferromagne tischen Pulvers in der oberen Magnetschicht ist und die Oberflächenrauhigkeit (Ra) der oberen Magnetschicht nicht mehr als 1/20 der Länge der Hauptachse des ferromagneti schen Pulvers in der oberen Magnetschicht beträgt und
- 2) ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, wobei die obere Magnetschicht ein feinkörniges ferromagnetisches Pulver (im folgenden als "ferromagnetisches Pulver (A)" bezeich net) mit einer Länge der Hauptachse von 0,05 bis 0,15 µm und einer Kristallitgröße von 10 bis 30 nm (100 bis 300 A) und ein grobkörniges ferromagnetisches Pulver (im folgen den als "ferromagnetisches Pulver (B)" bezeichnet) mit einer Länge der Hauptachse von 0,10 bis 0,20 µm und einer Kristallitgröße von 15 bis 40 nm (150 bis 400 A) in einem Gewichtsverhältnis des feinkörnigen ferromagnetischen Pulvers zum grobkörnigen ferromagnetischen Pulver von 10/90 bis 90/10 enthält, wobei sowohl die Länge der Haupt achse und die Kristallitgröße des ferromagnetischen Pul vers (A) kleiner sind als diejenigen für das ferromagneti sche Pulver (B) und wobei die untere Magnetschicht ein ferromagnetisches Pulver mit einer Länge der Hauptachse von 0,15 bis 0,25 µm und einer Kristallitgröße von 30 bis 45 nm (300 bis 450 A) enthält, die beide größer sind als die Länge und die Kristallitgröße für das ferromagnetische Pulver (B).
Bei der vorliegenden Erfindung sind die Gestalt und Größe des in
der oberen Magnetschicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers
und die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit (Ra) an der
Mittellinie der oberen Magnetschicht grundlegend spezifiziert.
Als Ergebnis hiervon ergibt sich ein verbesserter Beladungsgrad
und ein verbesserter Output sowie ein verringertes Rauschen.
Eine Festsetzung von (Ra) wurde nicht durchgeführt, jedoch wird
bemerkt, daß (Ra) nach Herstellung des magnetischen Aufzeich
nungsmediums gemessen wird. Daher ist die Essenz vorliegender
Erfindung nahe verwandt mit den Steuermitteln für (Ra). Demgemäß
kann in der Erfindung als Steuermittel für die Steuerung von
(Ra) auf 15 nm oder weniger jedes dafür geeignete Mittel ohne
besondere Beschränkung verwendet werden. Bei der Ausführungsform
(1) beträgt das Verhältnis der Länge der Hauptachse/Kristallit
größe, d. h. das Kristallnadelverhältnis 3 bis 7 und die Dicke
der oberen Magnetschicht ist auf einen Wert von nicht mehr als 1,2 µm
festgesetzt, wobei der Wert für (Ra) auf nicht mehr als
15 nm gesteuert oder eingestellt werden kann.
Die Ausführungsform (2) zeigt einen ähnlichen Effekt wie Aus
führungsform (1). Bei Ausführungsform (2) sind zwei Arten ferro
magnetischer Pulver mit unterschiedlichen Formen und Größen in
der oberen Magnetschicht enthalten, wobei deren Formen (Gestal
ten) und Größen auf spezifische Werte festgesetzt sind. Weiter
hin sind Form und Größe des in der unteren Magnetschicht enthal
tenen ferromagnetischen Pulvers ebenfalls auf spezifische Wert
festgesetzt. Dadurch wird der Beladungsgrad des ferromagneti
schen Pulvers in der oberen Magnetschicht verbessert, wobei der
Output erhöht wird. Durch Verwendung feiner ferromagnetischer
Pulver läßt sich weiterhin das Rauschen vermindern.
Die Länge der Hauptachse des ferromagnetischen Pulvers ist ein
durchschnittlicher Partikeldurchmesser für die Hauptachse von
500 Partikeln, die durch photographieren mit einem Transmis
sions-Elektronenmikroskop gemessen wurden wobei die photographi
schen Aufnahmen mit einem von KONTRON Co. hergestellten Bildpro
zessor IBAS-I analysiert wurden. Die Kristallitgröße des ferro
magnetischen Pulvers wird durch Röntgenstrahl-Diffraktometrie
gemessen und bestimmt aus der Peak-Halbwertsbreite der Diffrak
tionspeaks der (4, 4, 0) Fläche und der (2, 2, 0) Fläche im Fall
der ferromagnetischen Eisenoxidteilchen und der (1, 1, 0) Fläche
und (2, 2, 0) Fläche im Fall der ferromagnetischen Metallparti
kel. Die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit an der Mittel
linie ist ein Durchschnittswert der Oberflächenrauhigkeit (Ab
schneidwert (cut off): 0,08 mm) von 20 Linien (Länge: 2 mm) auf
der gemessenen Oberfläche unter Verwendung eines dreidimensiona
len Meßgerätes für die Oberflächenrauhigkeit (beispielsweise von
Kosaka Kenkyusho KK erhältlich).
Im folgenden wird die Ausführungsform (1) genauer beschrieben.
Hierbei wird manchmal die obere Magnetschicht als "obere
Schicht" und die untere Magnetschicht als "untere Schicht" ver
einfacht beschrieben.
Es wurde überraschend festgestellt, daß ein ausreichender Bela
dungsgrad dann erzielbar ist, wenn das ferromagnetische Pulver
eine Länge der Hauptachse von nicht mehr als 0,3 µm und eine
Kristallitgröße von nicht mehr als 40 nm (400 A) besitzt und das
Verhältnis der Länge der Hauptachse zur Kristallitgröße, d. h.
das Nadelkristallverhältnis nicht weniger als 3, jedoch nicht
mehr als 7 beträgt. Es wird vermutet, daß bei einem hohen Kri
stallnadelverhältnis (acicular ratio) Löcher gebildet werden
aufgrund der Form des Pulvers im Falle des Beladens (füllen) des
ferromagnetischen Pulvers in deren längeren Achsenrichtung,
während bei einem niedrigen Kristallnadelverhältnis die Wirkung
aufgrund der Form oder Gestalt vermindert ist und Löcher nur
schwer ausgebildet werden. Die Verwendung ferromagnetischer
Pulver mit einem niedrigen Kristallnadelverhältnis in der oberen
Schicht der Vielschichtstruktur ist im Stand der Technik bekannt
und beispielsweise in der JP-A-2-2 54 626 beschrieben. Jedoch ist
ein ausreichender Output und ein ausreichendes S/N-Verhältnis
nicht erhältlich. Als Grund hierfür wird angenommen, daß der
Beladungsgrad (Füllgrad) niedrig ist und der (Ra)-Wert hoch ist,
da die obere Magnetschicht eine Dicke von ungefähr 1,5 µm be
sitzt.
Es wurde gefunden, daß bei Festsetzung einer gegebenen Beziehung
zwischen Kristallitgröße und der Dicke der oberen Magnetschicht,
d. h., wenn die Dicke der oberen Magnetschicht nicht größer als
das 30-fache der Kristallitgröße des in der oberen Magnetschicht
enthaltenen ferromagnetischen Pulvers, d. h., wenn die Dicke der
oberen Magnetschicht nicht mehr als 1,2 µm beträgt, ein bemer
kenswert hoher Output erhalten wird, der bei herkömmlichen ma
gnetischen Aufzeichnungsmedien nicht erwartet werden kann.
Der Grund für dieses überraschende Ergebnis ist nicht bekannt.
Die Orientierung des ferromagnetischen Pulvers in der Magnet
schicht wird durch viele Faktoren beeinflußt. Es wird angenom
men, daß bei dünnerer Magnetschicht das ferromagnetische Pulver
fähig zur Orientierung in deren längerer Achsenrichtung fähig
ist. Der Grund hierfür ist, daß die Orientierung des in der obe
ren Schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers in der oberen
Oberfläche der oberen Schicht beschränkt ist (da die Oberfläche
der Magnetschicht in der Längsrichtung durch Kalandrieren ge
glättet wird) und in der unteren Oberfläche (falls die obere Ma
gnetschicht eine Einfachschicht ist, ist die untere Oberfläche
der Träger und falls die obere Schicht in einer Vielschicht
struktur enthalten ist, ist die untere Oberfläche die untere
Schicht) der oberen Schicht durch externe Faktoren. Daher ist
das ferromagnetische Pulver in der oberen Magnetschicht der
oberen und unteren Oberflächen dazu fähig, in der Längsrichtung
angeordnet zu werden, während das im zwischenliegendem Teil der
Schicht vorhandene ferromagnetische Pulver in einer relativen
Zufallsrichtung angeordnet werden kann. Daher wird angenommen,
daß bei einer geringeren Dicke der oberen Magnetschicht ein grö
ßerer Anteil des ferromagnetischen Pulvers in der Längsrichtung
orientiert werden kann und somit der Beladungsgrad verbessert
wird. Es ist jedoch schwierig, diesen Beladungsgrad zu bestim
men. Bei der vorliegenden Erfindung wurde der Beladungsgrad
experimentell bewertet durch Beobachtung des Querschnitts eines
Bandes und es wurde gefunden, daß die Länge der Hauptachse in
enger Beziehung zu der Dicke der oberen Magnetschicht steht.
Eine Beladung des ferromagnetischen Pulvers kann wirksam er
reicht werden, wenn das Verhältnis der Länge der Hauptachse zu
der Kristallitgröße nicht weniger als 3, jedoch nicht mehr als
7 beträgt und die Dicke der oberen Magnetschicht nicht mehr als
das 30-fache der Kristallitgröße ausmacht. Ein derartiges Bei
spiel ist in der vorstehend genannten JP-A-2-1 92 019 offenbart.
Das S/N-Verhältnis ist jedoch trotz eines hohen Outputs ungenü
gend.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde überraschend festge
stellt, daß die elektromagnetischen Charakteristiken, beispiels
weise das S/N-Verhältnis bemerkenswert verbessert werden, falls
der (Ra)-Wert nicht mehr als 1/20 der Hauptachsenlänge beträgt,
d. h. nicht größer ist als 15 nm. Wenn die Oberflächenrauhigkeit
hoch ist, ist es schwierig, den Output zu verbessern aufgrund
eines Kopfabstandverlustes, obwohl eine Zunahme des Outputs und
eine Verringerung des Rauschens erzielbar sind durch Verbessern
des Beladungsgrades mit ferromagnetischem Pulver mit einer klei
neren Achsenlänge. Weiterhin wird ein moduliertes Rauschen auf
grund der Rauhigkeit addiert und eine ausreichende Verminderung
des Rauschens läßt sich nicht bewirken. Falls eine Verringerung
des Rauschens durch Verwendung eines feineren ferromagnetischen
Pulvers als auch eine Verringerung des Rauschens durch Glätten
der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers erreicht werden,
wird das S/N-Verhältnis zum ersten Mal verbessert durch Verwen
dung eines feineren ferromagnetischen Pulvers und die Verbes
serung des S/N-Verhältnisses ist insbesondere bemerkenswert im
Einklang mit dem Wert der relativen Beziehung zwischen der Länge
der Hauptachse des ferromagnetischen Pulvers und der Oberflä
chenrauhigkeit, wie dies vorstehend definiert wurde.
Die Länge der Hauptachse des in Ausführungsform (1) verwendeten
ferromagnetischen Pulvers beträgt nicht mehr als 0,3 µm, ins
besondere nicht mehr als 0,2 µm. Vorzugsweise ist die Länge der
Hauptachse des ferromagnetischen Pulvers in der oberen Magnet
schicht nicht kürzer als die Hauptachse des ferromagnetischen
Pulvers in der unteren Schicht. Das Verhältnis der Länge der
Hauptachse des ferromagnetischen Pulvers zu dessen Kristallit
größe in der oberen Magnetschicht in Ausführungsform (1) ist
nicht kleiner als 3, jedoch nicht größer als 7, insbesondere
nicht kleiner als 4, jedoch nicht größer als 6. Falls das Ver
hältnis der Länge der Hauptachse des ferromagnetischen Pulvers
zu dessen Kristallitgröße weniger als 3 beträgt, ist die Orien
tierung verschlechtert. Das ferromagnetische Pulver besitzt im
allgemeinen eine spezifische Oberfläche von 25 bis 80 m2/g, vor
zugsweise 35 bis 60 m2/g, gemessen mit dem BET-Verfahren. Falls
der spezifische Oberflächenwert kleiner als 25 m2/g ist, wird das
Rauschen erhöht, während bei einem spezifischen Oberflächenwert
von mehr als 80 m2/g ein gutes Oberflächenprofil nur schwierig zu
erhalten ist. Daher ist es wünschenswert, daß die spezifische
Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers in der oberen Magnet
schicht größer ist als diejenige des ferromagnetischen Pulvers
in der unteren Magnetschicht. Das in der oberen Magnetschicht
gemäß der Erfindung enthaltene ferromagnetische Pulver besitzt
eine Kristallitgröße von nicht mehr als 40 nm (400 Å), vorzugs
weise 15 bis 35 nm (150 bis 350 Å). Bevorzugt ist die Kristal
litgröße des ferromagnetischen Pulvers in der oberen Magnet
schicht kleiner als die diejenige des ferromagnetischen Pulvers
in der unteren Magnetschicht. Das im Rahmen der Erfindung einge
setzt ferromagnetische Pulver besitzt im allgemeinen eine Koer
zitivkraft (Hc) von 16 bis 160 kA/m (200 bis 2000 Oe), vorzugs
weise 27,86 bis 127,32 kA/m (350 bis 1600 Oe). Vorzugsweise be
sitzt das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferromagneti
sche Pulver einen höheren Hc-Wert als das in der unteren Magnet
schicht enthaltene ferromagnetische Pulver.
Im folgenden wird die Ausführungsform (2) im Detail beschrieben.
Im allgemeinen kann das Rauschen durch Verwendung feinerkörniger
ferromagnetischer Pulver vermindert werden. Jedoch ist die Dis
pergierfähigkeit schwach und das Rechteckigkeitsverhältnis nur
schwierig zu erhöhen. Im Gegensatz hierzu ist groberkörniges
ferromagnetisches Pulver ausgezeichnet in seiner Dispergierfä
higkeit und besitzt ein hohes Rechteckigkeitsverhältnis, jedoch
wird das Rauschen erhöht. Daher ist ein groberkörniges ferroma
gnetisches Pulver nicht bevorzugt. Falls weiterhin die Partikel
größe groß ist, werden Lücken bzw. Löcher zwischen den Partikeln
zunehmen und der Beladungsgrad ist vermindert.
Aus diesen Gründen enthält die obere Magnetschicht ein feinkör
niges ferromagnetisches Pulver (A) mit einer Länge der Haupt
achse von 0,05 bis 0,15 µm und eine Kristallitgröße von 10 bis
30 nm (100 bis 300 Å) und ein grobkörniges ferromagnetisches
Pulver mit einer Länge der Hauptachse von 0,1 bis 0,2 µm und
eine Kristallitgröße von 15 bis 40 nm (150 bis 400 Å) in einem
Gewichtsverhältnis (A)/(B) von 10/90 bis 90/10, wobei sowohl die
Länge der Hauptachse und die Kristallitgröße des ferromagneti
schen Pulvers (B) in der oberen Magnetschicht größer sind als
diejenigen des ferromagnetischen Pulvers (A) und die untere
Magnetschicht ein ferromagnetisches Pulver mit einer Länge der
Hauptachse von 0,15 bis 0,25 µm und einer Kristallitgröße von 30
bis 45 nm (300 bis 450 Å) enthält, wobei sowohl die Länge der
Hauptachse und die Kristallitgröße des in der unteren Magnet
schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers größer sind als
die Länge der Hauptachse und die Kristallitgröße des grobkörni
gen ferromagnetischen Pulvers in der oberen Magnetschicht.
Bevorzugt ist eine Kombination eines ferromagnetischen Pulvers
(A) mit einer Länge der Hauptachse von 0,08 bis 0,15 µm und
einer Kristallitgröße von 15 bis 29 nm (150 bis 290 Å) und eines
ferromagnetischen Pulvers (B) mit einer Länge der Hauptachse von
0,15 bis 0,20 µm und einer Kristallitgröße von 29 bis 40 nm (200
bis 400 Å). Ein bevorzugtes Gewichtsverhältnis der beiden Arten
ferromagnetischer Pulver liegt im Bereich ferromagnetisches
Pulver (A)/ ferromagnetisches Pulver (B) von 70/30 bis 90/10.
Die Dispergierfähigkeit und das Rechteckigkeitsverhältnis können
verbessert werden und das Auftreten von Löchern und Lücken ist
verkleinert, falls zwei Arten ferromagnetischer Pulver mit un
terschiedlichen Partikelgrößen wie vorstehend beschrieben, ver
mischt werden. Auf diesem Weg ist eine Verbesserung des Outputs
(durch Erhöhung des Beladungsgrades) ebenso wie eine Verringe
rung des Rauschens (durch Verwendung eines feinerkörnigen ferro
magnetischen Pulvers) erreichbar.
Falls das ferromagnetische Pulver (A) eine Länge der Hauptachse
von weniger als 0,05 µm und eine Kristallitgröße von weniger als
10 nm (100 Å) besitzt, kann das ferromagnetische Pulver nicht in
ausreichendem Maße dispergiert werden, und der Beladungsgrad und
das Rechteckigkeitsverhältnis sind herabgesetzt. Falls das fer
romagnetische Pulver (A) eine Länge der Hauptachse von mehr als
0,15 µm und eine Kristallitgröße von mehr als 30 nm (300 Å)
besitzt, ist die Partikelgröße des ferromagnetischen Pulvers zu
groß und das Rauschen wird verstärkt. Falls das ferromagnetische
Pulver (B) eine Länge der Hauptachse von weniger als 0,10 µm und
eine Kristallitgröße von weniger als 15 nm (150 Å) besitzt, sind
beide Arten der ferromagnetischen Pulver feine Pulver. Als Kon
sequenz hieraus wird die Dispergierbarkeit verringert und die
erfindungsgemäße Wirkung tritt nicht ein.
Das in der unteren Magnetschicht enthaltene ferromagnetische
Pulver besitzt eine Länge der Hauptachse von 0,15 bis 0,25 µm
und eine Kristallitgröße 30 bis 45 nm (300 bis 450 Å), wobei
sowohl die Längen der Hauptachse und der Kristallitgröße des in
der unteren Magnetschicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers
größer sind als diejenigen des ferromagnetischen Pulvers (B) in
der oberen Magnetschicht. Insbesondere ist es bevorzugt, daß das
in der unteren Magnetschicht enthaltene ferromagnetische Pulver
eine Länge der Hauptachse von 0,15 bis 0,2 µm und eine Kristal
litgröße von 30 bis 40 nm (300 bis 400 Å) aufweist. Diese Fest
setzung ist ein wichtiger Faktor vom Standpunkt der Verbesserung
des Oberflächenprofils der oberen Magnetschicht. Falls die Länge
der Hauptachse weniger als 30 nm (300 Å) beträgt, ist die Parti
kelgröße des ferromagnetischen Pulvers zu klein. Daher kann das
ferromagnetische Pulver nicht in genügendem Ausmaß dispergiert
werden, und das Rechteckigkeitsverhältnis der unteren Magnet
schicht wird herabgesetzt. Zudem wird das Oberflächenprofil der
unteren Magnetschicht verschlechtert. Als Ergebnis hiervon wird
ebenfalls das Oberflächenprofil der oberen Magnetschicht ver
schlechtert.
Falls zusätzlich die Länge der Hauptachse des ferromagnetischen
Pulvers größer als 0,25 µm und dessen Kristallitgröße größer als
45 nm (450 Å) ist, ergibt sich eine zu große Partikelgröße.
Daher wird das Rauschen für die Langwellenkomponente, die in der
unteren Magnetschicht aufgezeichnet wird, erhöht. Darüber hinaus
wird das Oberflächenprofil der unteren Magnetschicht und der
oberen Oberfläche herabgesetzt.
Der Gehalt des ferromagnetischen Pulvers in der oberen Magnet
schicht beträgt vorzugsweise nicht weniger als 70 Gew.-%. Falls
der Gehalt an ferromagnetischem Pulver weniger als 70 Gew.-%
beträgt, ist der Beladungsgrad für das ferromagnetische Pulver
herabgesetzt und die elektromagnetischen Charakteristiken sind
verschlechtert. Der Ausdruck "ferromagnetischer Pulvergehalt"
bezieht sich auf Gew.-% an ferromagnetischem Pulver/ferromagne
tischem Pulver + Bindemittel + anderen Materialien, wie Additi
ve, die in der magnetischen Schicht enthalten sein können.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung besitzt
solche magnetischen Charakteristiken, daß das Rechteckigkeits
verhältnis jeder Schicht wenigstens 0,7, vorzugsweise wenigstens
0,8, insbesondere wenigstens 0,9, beträgt, gemessen bei einem
Magnetfeld von 397,9 kA/m (5 kOe).
Die Sättigungsmagnetisierung σ·s des ferromagnetischen Pulvers
für die vorliegende Erfindung beträgt wenigstens 50 emu/g, vor
zugsweise wenigstens 70 emu/g. Falls die ferromagnetische Sub
stanz ein feines Metallpulver ist, sind wenigstens 100 emu/g
bevorzugt. Der Wassergehalt des ferromagnetischen Pulvers ist
auf vorzugsweise 0,01 bis 2 Gew.-% vermindert. Vorzugsweise ist
der Wassergehalt des ferromagnetischen Pulvers an einen in Ab
hängigkeit von dem Bindemitteltyp anzugleichenden optimalen Wert
eingestellt.
Falls Kobalt-modifiziertes Eisenoxid als ferromagnetisches Pul
ver für die vorliegende Erfindung verwendet wird, beträgt die
Menge von Eisen (II) vorzugsweise 0 bis 33,3, insbesondere 5 bis
10 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Eisen (III). Die Menge der
Kobaltatome beträgt 0 bis 15, vorzugsweise 3 bis 8 Gew.-%, bezo
gen auf die Menge an Eisenatomen.
Vorzugsweise wird der pH-Wert des ferromagnetischen Pulvers in
Abhängigkeit des Bindemittels, mit dem zusammen es in Kombina
tion verwendet werden soll, optimiert. Im allgemeinen liegt der
pH-Wert in einem Bereich von 4 bis 12.
Falls gewünscht, kann die Oberfläche des ferromagnetischen Pul
vers mit Al, Si, P oder deren Oxiden behandelt werden. Die Menge
des Oberflächenbehandlungsmittels beträgt 0,1 bis 10 Gew.-%,
bezogen auf die Menge des ferromagnetischen Pulvers.
In manchen Fällen besteht die Möglichkeit, daß die ferromagneti
schen Pulver sowohl in der oberen Magnetschicht als auch in der
unteren Magnetschicht lösliche anorganische Ionen, wie Na, Ca,
Fe, Ni und Sr-Ionen enthalten. Es tritt jedoch kein besonderer
Effekt auf, solange deren Menge nicht mehr als 500 ppm beträgt.
Beispiele für in der Erfindung verwendbaren ferromagnetische
Pulver umfassen herkömmliche ferromagnetische Pulver, wie γ-FeOx
(x=1,33 ∼ 1,5), Co-modifiziertes FeOx (x=1,33 ∼ 1,5) und feine
ferromagnetische Legierungspulver basierend auf Fe, Ni oder Co
(wenigstens 75 Gew.-%). Zusätzlich zu diesen erforderlichen
Atomen können die ferromagnetischen Pulver andere Elemente wie
Al, Si, S, Sc, Ti, V, Cr, Cu, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba,
Ta, W, Re, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, P, Co, Mn, Zn, Ni, Sr
und B enthalten.
Diese feinen ferromagnetischen Pulver können mit Dispergiermit
teln, Gleitmitteln, oberflächenaktiven Mitteln und antistati
schen Mitteln vor dem Dispergieren, wie nachfolgend beschrieben,
behandelt werden.
Die vorstehend beschriebenen ferromagnetischen Pulver, die fer
romagnetischen feinen Legierungspulver können eine geringe Menge
an Hydroxiden oder Oxiden enthalten. Die durch herkömmliche
Verfahren hergestellten feinen ferromagnetischen Legierungspul
ver sind für die Erfindung einsetzbar. Beispiele für Verfahren
zur Herstellung solch feiner Pulver von ferromagnetischen Legie
rungen umfassen ein Verfahren, bei dem ein zusammengesetztes
organisches Säuresalz (hauptsächlich ein Oxalat) mit einem redu
zierenden Gas wie Wasserstoff reduziert wird; ein Verfahren, bei
dem Eisenoxid mit einem reduzierenden Gas wie Wasserstoff zum
Erhalt von Fe oder Fe-Co Partikeln reduziert wird; ein Verfah
ren, bei dem eine Metallcarbonylverbindung thermisch zersetzt
wird; ein Verfahren, bei dem ein Reduktionsmittel, wie Natrium
borhydrid, ein Hypophosphit oder Hydrazin zu einer wäßrigen
Lösung eines ferromagnetischen Metalls für dessen Reduktion
zugegeben wird; und ein Verfahren, bei dem ein Metall in einem
Inertgas verdampft wird unter niedrigem Druck, um ein feines
Pulver zu erhalten. Die so erhaltenen ferromagnetischen Legie
rungspulver können herkömmlichen langsamen Oxidationsbehandlun
gen unterworfen werden. Beispiele für solche Behandlungen um
fassen ein Verfahren, bei dem ein Legierungspulver in ein orga
nisches Lösungsmittel eingetaucht und anschließend getrocknet
wird; ein Verfahren, bei dem das Legierungspulver in ein organi
sches Lösungsmittel eingetaucht wird, wobei anschließend ein
Sauerstoff enthaltendes Gas zur Ausbildung eines oxidierten
Films auf der Oberfläche des Pulvers eingeführt und das Pulver
anschließend getrocknet wird; und ein Verfahren, bei dem die
Partialdrücke eines Sauerstoff enthaltenden Gases und eines
Inertgases gesteuert werden zur Ausbildung eines oxidierten
Films auf der Oberfläche des Legierungspulvers ohne Verwendung
irgendeines organischen Lösungsmittels.
Vorzugsweise weist das in der Erfindung eingesetzte ferromagne
tische Pulver wenig Löcher oder Lücken auf. Der Gehalt an Lö
chern beträgt vorzugsweise nicht mehr als 20, insbesondere nicht
mehr als 5 Vol.-%. Die in der Erfindung einsetzbaren ferromagne
tischen Pulver sind mittels herkömmlicher Verfahren herstellbar.
Die in der Erfindung einsetzbaren Bindemittel umfassen herkömm
liche thermoplastische Harze, hitzehärtbare Harze, reaktive
Harze und deren Mischungen.
Die für die Erfindung einsetzbaren thermoplastischen Harze um
fassen solche mit einer Glasübergangstemperatur von -100 bis
150°C, einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 1000
bis 200 000, vorzugsweise 10 000 bis 100 000 und einem Polymeri
sationsgrad von etwa 50 bis 1000.
Beispiele für solche thermoplastischen Harze umfassen Polymere
und Copolymere, die als Baueinheiten Vinylchlorid, Vinylacetat,
Vinylalkohol, Maleinsäure, Acrylsäure, Acrylsäureester, Vinyli
denchlorid, Acrylnitril, Methacrylsäure, Methacrylsäureester,
Styrol, Butadien, Ethylen, Vinylbutyral, Vinylacetal und Vinyl
ethereinheiten aufweisen, sowie Polyurethanharze und verschie
denartige Kautschukharze.
Beispiele für hitzehärtbare Harze oder reaktive Harze umfassen
Phenolharze, Epoxyharze, härtbare Polyurethanharze, Harnstoff
harze, Melaminharze, Alkydharze, reaktive Acrylharze, Formalde
hydharze, Siliconharze, Epoxy-Polyamidharze, Mischungen von
Polyesterharzen und Isocyanatprepolymeren, Mischungen von Polye
sterpolyolen und Polyisocyanaten, Mischungen von Polyurethanen
und Polyisocyanaten.
Diese Harze sind im Kunststoffhandbuch, veröffentlicht von Asa
kura Shoten, näher beschrieben.
Herkömmliche, elektronenstrahlungsgehärtete Harze sind einsetz
bar. Beispiele solcher Harze und Verfahren zur Herstellung die
ser Harze sind in JP-A-62-2 56 219 beschrieben.
Die vorstehend beschriebenen Harze sind entweder allein oder in
Kombination einsetzbar. Beispiele für eine Kombination umfassen
solche Kombinationen, die wenigstens eine Verbindung enthalten,
ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Vinylchloridharz,
einem Vinylchlorid-Vinylacetatharz, einem Vinylchlorid-Vinyl
acetat-Vinylalkoholharz und einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Mal
einsäureanhydrid-Copolymer mit einem Polyurethanharz oder mit
einem Polyurethanharz und einem Polyisocyanat.
Beispiele für in der Erfindung einsetzbare Polyurethane umfassen
herkömmliche Harze, wie ein Polyester-Polyurethan, Polyether-Poly
urethan, Polyether-Polyester-Polyurethan, Polycarbonat-Po
lyurethan, PolyesterPolycarbonat-Polyurethan und Polycaprolac
ton-Polyurethan.
Vorzugsweise ist wenigstens eine polare Gruppe, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus COOM, SO3M, OSO3M, P=O(OM)2, O-P=O(OM)2
(worin M für ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall steht),
OH, NR2, N⁺R3 (worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet),
einer Epoxygruppe, SH und CN gegebenenfalls in diese Bindemittel
durch eine Copolymerisationsreaktion oder eine Additionsreaktion
eingebaut, um diesen eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit und
Haltbarkeit zu verleihen. Die Menge der polaren Gruppe beträgt
10-1 bis 10-8 Mol/g, vorzugsweise 10-2 bis 10-6 Mol/g.
Beispiele für in der Erfindung verwendbare Bindemittel umfassen
VAGH, VYHH, VMCH, VACF, VAGF, VAGD, VROH, VYES, VYNC, VMCC,
XYHL, XYSG, PKHH, PKHJ, PKHC und PKFE (Produkte der Union Carbide
Corporation); MPR-TA, MPR-TA5, MPR-TAL, MPR-TSN, MPR-TMF,
MPR-TS und MPR-TM (Produkte der Nissin Kagaku Kogyo KK); 1000W,
DX80, DX81, DX82, und DX83 (Produkte der Denki Kagaku KK); MR110,
MR100 und 400X110A (Produkte der Nippon Zeon Co., Ltd.); Nippollan
N2301, N2302 und N2304 (Nippon Polyurethan KK); Pandes T-5105,
T-R3080 und T-5201, Burnock D-400 und D210, Crisvon 6109
und 7209 (Produkte der Dainippon Ink & Chemicals Inc.); Vylon
UR8200, UR8300, RV530 und RV280 (Produkte der Toyobo Co., Ltd.);
Diapheramine 4020, 5020, 5100, 5300, 9020, 9022 und 7020 (Produkte
der Dainichiseika Colors & Chemicals Mfg. Co., Ltd.);
MX5004 (ein Produkt der Mitsubishi Kasei Corporation); Sunprene
SP-150 (ein Produkt der Sanyo Chemical Industries, Ltd.); und
Salan F310 und F210 (Produkte der Asahi Kasei Kogyo K.K.).
In jeder der oberen und unteren Magnetschichten wird das Binde
mittel im allgemeinen in einer Menge von 5 bis 50, vorzugsweise
10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge des ferromagnetischen
Pulvers in jeder der oberen und unteren Magnetschichten, einge
setzt. Vorzugsweise wird ein Vinylchloridharz in einer Menge von
5 bis 30 Gew.-% verwendet, ein Polyurethanharz in einer Menge
von 2 bis 20 Gew.-% und ein Polyisocyanat in einer Menge von 2
bis 20 Gew.-%.
Polyurethanharze mit einer Glasübergangstemperatur von -50 bis
100°C, einer Bruchdehnung von 100 bis 2000%, einer Bruchspan
nung von 0,05 bis 10 kg/cm2 und einer Fließgrenze von 0,05 bis
10 kg/cm2 werden bevorzugt in der Erfindung eingesetzt.
Beispiele für in der Erfindung verwendbare Polyisocyanate um
fassen Isocyanate, wie Tolylendiisocyanat, 4,4′-Diphenylmethan
diisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Napht
hylen-1,5-diisocyanat, o-Toluidindiisocyanat, Isophorondiisocya
nat und Triphenylmethantriisocyanat; Reaktionsprodukte dieser
Isocyanate mit Polyolen, sowie durch Kondensation dieser Isocya
nate gebildete Polyisocyanate. Viele Polyisocyanate sind im
Handel erhältlich. Beispiele solcher Polyisocyanate umfassen
Coronate L, Coronate HL, Coronate 2030, Coronate 2031, Millio
nate MR, Millionate MTL (hergestellt durch Nippon Polyurethane
Industry Co., Ltd.); Takenate D-102, Tekanate D-110N, Takenate
D-200 und Takenate D-202 (hergestellt durch Takeda Chemical
Industries, Ltd.); und Desmodule L, Desmodule IL, Desmodule N
und Desmodule HL (hergestellt durch Sumitomo Bayer Co., Ltd.).
Diese Polyisocyanate sind entweder allein oder in Kombination
zweier oder mehrerer einsetzbar, in dem eine unterschiedliche
Härtungsreaktivität berücksichtigt wird. Diese sind sowohl in
der oberen Magnetschicht als auch in der unteren Magnetschicht
verwendbar.
Beispiele für in den Magnetschichten gemäß der Erfindung ein
setzbare Ruße umfassen Ofenruß für Kautschuk, thermischen Ruß
für Kautschuk, Ruß zum Anstreichen und Acetylenruß. Vorzugsweise
wird Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 5 bis 500 m2/g,
einer DBP-Ölabsorption von 10 bis 400 ml/100 g, einer Partikel
größe von 5 bis 300 nm, einem pH-Wert von 2 bis 10, einem Was
sergehalt von 0,1 bis 10 Gew.-% und einer Klopfdichte (tap den
sity) von 0,1 bis 1 g/cm3 in der Erfindung eingesetzt.
Konkrete Beispiele für in der Erfindung einsetzbare Ruße umfas
sen BLACK PEARLS 2000, 1300, 1000, 900, 800 und 700, VULCAN XC-72
(hergestellt durch Cabot); #80, #60, #55, #50 und #35 (hergestellt
durch Asahi Carbon KK); #2400B, #2300, #900, #1000, #30,
#40 und #10B (hergestellt durch Mitsubishi Kasei Corporation);
CONDUC TEX SC, RAVEN 150, 150, 40 und 15 (hergestellt durch Co
lombia Carbon). Die Oberfläche des Rußes kann mit einem Disper
giermittel behandelt werden. Ein Harz kann auf den Ruß aufge
pfropft werden und ein Teil der Rußoberfläche kann Graphit ent
halten. Weiterhin kann der Ruß in einem Bindemittel dispergiert
werden, bevor er einem magnetischen Beschichtungsmaterial zu
gegeben wird. Diese Ruße sind entweder allein oder in Kombina
tion verwendbar. Im allgemeinen wird der Ruß in einer Menge von
0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge des ferromagnetischen
Pulvers eingesetzt.
Durch den Ruß ist es möglich, den magnetischen Schichten anti
statische Eigenschaften zu verleihen, den Bruchkoeffizienten
herabzusetzen, die Festigkeit der Magnetschichten zu verbessern
und diesen lichtabschirmende Eigenschaften zu verleihen. Diese
Wirkungsweisen variieren in Abhängigkeit von den Rußarten. Dem
gemäß werden die für die obere und untere Magentschicht verwen
deten Rußarten auf Grundlage des Typs, ihrer Menge und Kombina
tion ausgewählt und Eigenschaften, Partikelgröße, Ölabsorption,
elektrische Leitfähigkeit, pH-Wert werden entsprechend dem vor
gesehenen Zweck berücksichtigt. Ruße, die für die Magnetschich
ten gemäß der Erfindung einsetzbar sind, werden beispielsweise
in Carbon Black Binran, herausgegeben durch die Carbon Black
Association, beschrieben.
In der Erfindung verwendbare Klebemittel umfassen herkömmliche
Materialien mit einer Moh′s-Härte von wenigstens 6. Beispiele
solcher Materialien umfassen α-Alumina (Tonerde) mit einem Ge
halt der α-Komponente von wenigstens 90%, β-Alumina, Silicium
carbid, Chromoxid, Ceroxid, α-Eisenoxid, Corund, künstlichen
Diamant, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Titanoxid,
Siliciumdioxid und Bornitrid. Diese Klebemittel sind entweder
allein oder in Kombination einsetzbar. Zusammengesetzte Klebe
mittel (erhalten durch Behandlung der Oberfläche eines Klebe
mittels mit einem anderen Klebemittel) sind verwendbar. Diese
Klebemittel enthalten manchmal andere Verbindungen oder Elemente
als die Hauptkomponente. Sie besitzen jedoch eine weitgehend
gleiche Wirkung wie die des reinen Materials, solange sie wenig
stens 90 Gew.-% der Hauptkomponente enthalten. Diese Klebemittel
besitzen eine Partikelgröße von vorzugsweise 0,01 bis 2 µm.
Falls gewünscht kann ein ähnlicher Effekt erhalten werden, indem
gegebenenfalls zwei oder mehrere Klebemittel mit unterschiedli
cher Partikelgröße kombiniert werden, oder indem die Partikel
größenverteilung eines einzelnen Klebemittels verbreitert wird.
Vorzugsweise besitzen die Klebemittel eine Klopfdichte (tap
density) von 0,3 bis 2 g/cm3, einen Wassergehalt von 0,1 bis
5 Gew.-%, einen pH-Wert von 2 bis 11 und eine spezifische Ober
fläche von 1 bis 30 cm2/g. Die in der Erfindung einsetzbaren
Klebemittel können beispielsweise nadelförmig, sphärisch oder
würfelförmig sein. Jedoch ist die Form oder Gestalt mit einem
Horn (horn) vom Standpunkt einer hohen Klebewirkung bevorzugt.
Beispiele für in der Erfindung verwendbare Klebemittel umfassen
AKP-20, AKP-30, AKP-50 und HIT-50 (hergestellt durch Sumitomo
Chemical Co., Ltd.); G5, G7 und S-1 (hergestellt durch Nippon
Chemical Industrial Co., Ltd.); und 100ED und 140ED (hergestellt
durch Toda Kogyo KK). Diese Klebemittel können in einem Binde
mittel dispergiert und anschließend dem magnetischen Beschich
tungsmaterial zugegeben werden.
Im allgemeinen werden in der Erfindung Additive mit Gleitmittel-,
Antistatik-, Dispergier- und Plastifizierwirkung eingesetzt.
Beispiele solcher Additive umfassen Molybdendisulfid, Wolfram
disulfid, Graphit, Bornitrid, fluorierten Graphit, Siliconöl,
Silicone mit polarer Gruppe, fettsäuremodifizierte Silicone,
fluorierte Silicone, fluorierte Alkohole, fluorierte
Ester, Polyolefine, Polyglycole, Alkylphosphorsäureester und
deren Alkalimetallsalze, Alkylschwefersäureester und deren Alka
limetallsalze, Polyvinylether, fluorierte Alkylschwefelsäuree
ster und deren Alkalimetallsalze, monobasische Fettsäuren mit 10
bis 24 Kohlenstoffatomen (welche ungesättigte Bindungen enthal
ten oder verzweigt sein können) und deren Metallsalze (bei
spielsweise Li, Na, K und Cu Salze), einwertige, zweiwertige,
dreiwertige, vierwertige, fünfwertige und sechswertige Alkohole
mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen (welche ungesättigte Verbindun
gen enthalten und verzweigt sein können), Alkoxyalkohole mit 12
bis 22 Kohlenstoffatomen, Mono-, Di- oder Trifettsäureester von
monobasischen Fettsäuren mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen (welche
ungesättigte Bindungen enthalten und verzweigt sein können) mit
irgendeinem einwertigen, zweiwertigen, dreiwertigen, vierwerti
gen, fünfwertigen und sechswertigen Alkohol mit 2 bis 12 Kohlen
stoffatomen (welche ungesättigte Bindungen enthalten und ver
zweigt sein können), Fettsäureester von Monoalkylethern von
Alkylenoxidpolymeren, Fettsäureamide mit 8 bis 22 Kohlenstoff
atomen und aliphatische Amine mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen.
Beispiele solcher Verbindungen umfassen Laurinsäure, Myristin
säure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Butylstearat,
Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaidinsäure, Octylstearat,
Amylstearat, Isooctylstearat, Octylmyristat, Butoxyethylstearat,
Anhydrosorbitanmonostearat, Anhydrosorbitandistearat, Anhydro
sorbitantristearat, Oleylalkohol und Laurinalkohol.
Des weiteren sind nichtionische oberflächenaktive Mittel wie
Alkylenoxid, Glycerin, Glycidol und Alkylphenolethylenoxidadukte
einsetzbar; kationische oberflächenaktive Mittel, wie cyclische
Amine, Esteramide, quaternäre Ammoniumsalze, Hydantoinderivate,
heterocyclische Verbindungen, Phosphoniumverbindungen und Sulfo
niumverbindungen; anionische oberflächenaktive Mittel mit einer
Säuregruppe, wie einer Carboxylgruppe, Sulfogruppe, Phos
phatgruppe, Schwefelsäureestergruppe oder Phosphorsäureester
gruppe; und ampholytische oberflächenaktive Mittel, wie Amino
säuren, Aminosulfonsäuren, Schwefelsäure- oder Phosphorsäuree
ster von Aminoalkoholen und Alkylbetainen. Nähere Angaben über
die Verwendung solcher oberflächenaktiven Mittel sind im Surfac
tant Handbook (veröffentlicht durch Sangyo Tosho KK) beschrie
ben.
Diese Gleitmittel, antistatischen Mittel, usw., müssen nicht
unbedingt als ein 100%-iges Reinmaterial vorliegen, sondern
können auch Verunreinigungen wie Isomere, nichtumgesetzte Mate
rialien, Nebenprodukte, Zersetzungsprodukte und Oxidationspro
dukte enthalten, die von den Hauptbestandteilen unterschiedlich
sind. Jedoch sollten die Verunreinigungsmengen vorzugsweise
nicht mehr als 30, insbesondere nicht mehr als 10 Gew.-% betra
gen.
Die Arten und Mengen dieser Gleitmittel, oberflächenaktiven
Mittel usw. lassen sich je nach Zweck für jede der Magnetschich
ten auswählen.
Die in der Erfindung verwendeten Additive oder einige Teile
davon können während jeder Herstellungsstufe des magnetischen
Beschichtungsmaterials zugesetzt werden. Beispielsweise können
die Additive mit dem ferromagnetischen Pulver vor dem Verkneten
gemischt werden oder können während dem Verkneten des ferroma
gnetischen Pulvers mit dem Bindemittel und dem Lösungsmittel
zugemischt werden. Falls gewünscht, können die Additive auch
während oder nach dem Dispergieren oder direkt vor dem Beschich
ten zugegeben werden.
Organische Lösungsmittel sind in der Erfindung in einem will
kürlichen Verhältnis verwendbar. Beispiele für in der Erfindung
verwendbare organische Lösungsmittel umfassen Ketone, wie Ace
ton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Diisobutylketon,
Cyclohexanon, Isophoron und Tetrahydrofuran; Alkohole, wie Me
thanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Isobutylalkohol, Isopropy
lalkohol und Methylcyclohexanol; Ester, wie Methylacetat, Butyl
acetat, Isobutylacetat, Isopropylacetat, Ethyllactat und Glycol
acetat; Glycolether, wie Glycoldimethylether, Glycolmonoethylet
her und Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol,
Toluol, Xylol, Cresol und Chlorbenzol; chlorierte Kohlenwasser
stoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlorkohlen
stof f, Chloroform, Ethylenchlorhydrin und Dichlorbenzol; weiter
hin N,N-Dimethylformamid und Hexan.
Der nichtmagnetische Träger des erfindungsgemäßen magnetischen
Aufzeichnungsmediums besitzt eine Dicke von 1 bis 100, vorzugs
weise 6 bis 20 µm und die untere Magnetschicht besitzt im all
gemeinen eine Dicke von 0,5 bis 10 µm und die obere Magnet
schicht gemäß Ausführungsform (1) besitzt eine Dicke von vor
zugsweise nicht mehr als das 20-fache der Kristallitgröße des
ferromagnetischen Pulvers in der oberen Magnetschicht und eine
Dicke von vorzugsweise nicht mehr als das 20-fache der Kristal
litgröße des grobkörnigen ferromagnetischen Pulvers gemäß Aus
führungsform (2). Die Dicke der Magnetschicht liegt im allgemei
nen im Bereich von 1/100 bis zum 2-fachen der Dicke des nicht
magnetischen Trägers.
Eine Unterschicht oder Grundierungsschicht kann zwischen dem
nichtmagnetischen flexiblen Träger und einer Zwischenschicht zur
Verbesserung der Adhäsion vorhanden sein. Eine Zwischenschicht,
wie beispielsweise eine rußenthaltende Schicht kann zur Verlei
hung antistatischer Eigenschaften vorgesehen sein. Die Dicke
jeder dieser Schichten beträgt 0,01 bis 2 µm, vorzugsweise 0,05
bis 0,5 µm. Weiterhin kann eine auf der gegenüberliegenden Seite
des Trägers der Magnetschicht vorgesehene Rückschicht vorhanden
sein. Die Dicke der Rücküberzugsschicht beträgt 0,1 bis 2 µm,
vorzugsweise 0,3 bis 1,0 µm. Als Zwischenschichten und Rücküber
zugsschicht sind herkömmliche Schichten verwendbar.
Beispiele für in der Erfindung verwendbare nichtmagnetische
Träger umfassen herkömmliche Filme, wie Polyesterfilme (bei
spielsweise Polyethylenterphthalat, Polyethylennaphthalat) Po
lyolefine, Cellulosetriacetat, Polycarbonate, Polyamide, Polyi
mide, Polyamid-Imide, Polysulfone, Aramide und aromatische
Polyamide. Diese Träger können zuvor einer Coronaentladung,
einer Plasmabehandlung, einer leichten Adhäsionsbehandlung,
einer Hitzebehandlung und einer Staubentfernungsbehandlung un
terzogen worden sein. Der nichtmagnetische Träger mit einer
durchschnittlichen Mittellinienoberflächen-Rauhigkeit (Ra) von
vorzugsweise nicht mehr als 0,02 µm, insbesondere nicht mehr als
0,01 µm wird zum Erreichen des erfindungsgemäßen Ziels einge
setzt. Es ist weiterhin bevorzugt, daß diese nichtmagnetischen
Träger nicht nur eine niedrige durchschnittliche Oberflächenrau
higkeit an der Mittellinie besitzen, sondern auch keine groben
Vorsprünge von der Größenordnung von 1 µm oder mehr aufweisen.
Die Oberflächenrauhigkeit ist über die Größe und Menge des gege
benenfalls zu dem Träger zugebbaren Füllstoffs frei steuerbar.
Beispiele für Füllstoffe umfassen Oxide, Carbonate der Elemente
Ca, Si und Ti und feine organische Pulver, wie Acrylharzpulver.
Das Verfahren zur Herstellung der magnetischen Beschichtungs
zusammensetzung für die Verwendung bei der Herstellung des ma
gnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung umfaßt eine
Knetstufe, eine Dispergierstufe und eine Mischstufe, die vor
oder nach dem Kneten und Dispergieren gegebenenfalls vorgesehen
sein kann. Jede Verfahrensstufe kann aus zwei oder mehreren
Schritten zusammengesetzt sein. Sämtliche Ausgangsmaterialien,
wie das ferromagnetische Pulver, Bindemittel, der Ruß, das
Schleifmittel, antistatische Mittel, Gleitmittel, die Lösungs
mittel usw. können zuerst oder während der Herstellung bei jeder
Stufe zugegeben werden. Die Ausgangsmaterialien können aufge
teilt und in zwei oder mehreren Stufen zugegeben werden. Bei
spielsweise kann das Polyurethan aufgeteilt und der Knetstufe,
der Dispergierstufe und der Mischungsstufe zum Einstellen der
Viskosität nach dem Dispergieren zugegeben werden.
Herkömmliche Techniken für die Herstellung der magnetischen
Beschichtungszusammensetzungen können als Teil dieser Stufen
eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Kneter mit einer
starken Knetwirkung, wie ein kontinuierlicher Kneter oder ein
Druckkneter, für die Knetstufe verwendet werden. Falls der kon
tinuierliche Kneter oder der Druckkneter eingesetzt werden, wird
ein Teil des ferromagnetischen Pulvers (vorzugsweise wenigstens
30 Gew.-% der Gesamtmenge des Bindemittels) oder sämtliches
ferromagnetisches Pulver und das Bindemittel in einer Menge von
15 bis 500 Teilen Bindemittel pro 100 Teile ferromagnetisches
Pulver verknetet. Die Knetbehandlung ist im Detail beschrieben
in den JP-A-62-2 64 722 und 62-2 36 872. Das erfindungsgemäße magne
tische Aufzeichnungsmedium läßt sich effizient durch ein Cobe
schichtungssystem (eine Multischicht, die simultan beschichtet
wird), wie in JP-A-62-2 12 933 beschrieben, herstellen.
Eine starke Orientierung wird im allgemeinen durchgeführt, um
das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung zu er
halten. Vorzugsweise wird ein Solenoid von wenigstens 0,1 T
(1000 G) und ein Kobaltmagnet von wenigstens 0,2 T (2000 G) in
Kombination verwendet. Weiterhin ist es bevorzugt, daß eine
Trocknungsstufe mit geeigneter Trocknung vor der Orientierung
vorgesehen ist, um die höchstmögliche Orientierung nach dem
Trocknen zu erzielen.
In der Erfindung werden hitzewiderstandsfähige Plastikwalzen aus
Epoxyharz, Polyimiden, Polyamiden und Polyamid-Imiden als Kalan
derwalzen benutzt. Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeich
nungsmedium kann mit Metallwalzen behandelt werden. Die Behand
lungstemperatur ist vorzugsweise nicht niedriger als 70, ins
besondere nicht niedriger als 80°C. Der Lineardruck beträgt
vorzugsweise nicht weniger als 200 kg/cm, insbesondere nicht
weniger als 300 kg/cm.
Die Oberfläche der Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungs
mediums gemäß der Erfindung und die Oberfläche der der Magnet
schicht gegenüberliegenden Seite besitzen eine Reibungskoeffi
zient gegen einen SUS 420J-Pol von vorzugsweise nicht mehr als 0,5,
insbesondere nicht mehr als 0,3 und einen Oberflächenwider
stand von vorzugsweise 10-5 bis 10-12 Ohm/Quadrat. Die Magnet
schicht besitzt einen Elongationsmodul bei einer Streckung von
0,5% von vorzugsweise 100 bis 200 kg/mm2 sowohl in der Bahnrich
tung (Laufrichtung) als auch in der Breitenrichtung und eine
Bruchfestigkeit von vorzugsweise 1 bis 30 kg/cm2. Das magnetische
Aufzeichnungsmedium besitzt einen Modul von vorzugsweise 100 bis
1500 kg/mm2 sowohl in Bahnrichtung als auch in Breitenrichtung,
eine Restelongation von vorzugsweise nicht mehr als 0,5% und
einen Wärmeschrumpffaktor von vorzugsweise nicht mehr als 1%,
insbesondere nicht mehr als 0,5%, am bevorzugtesten von nicht
mehr als 0,1% über einen Temperaturbereich von nicht mehr als
100°C.
Die Menge des Restlösungsmittels in der Magnetschicht beträgt
vorzugsweise nicht mehr als 100 mg/m2, insbesondere nicht mehr
als 10 mg/m2. Vorzugsweise ist die Menge des Restlösungsmittels
in der oberen Magnetschicht kleiner als diejenige des Restlö
sungsmittels in der unteren Magnetschicht.
Das Lochvolumen jeder der oberen und unteren Magnetschichten ist
vorzugsweise nicht höher als 30 Vol.-%, insbesondere nicht höher
als 10 Vol.-%. Vorzugsweise ist das Loch- oder Lückenvolumen der
unteren Magnetschicht höher als das der oberen Magnetschicht.
Jedoch kann das Lochvolumen der unteren Magnetschicht kleiner
sein als das der oberen Magnetschicht, solange das Lochvolumen
der unteren Magnetschicht nicht weniger als 5 Vol.-% beträgt.
Das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium hat im allgemei
nen solche magnetische Charakteristiken, daß das Rechteckig
keitsverhältnis wenigstens 0,70, vorzugsweise wenigstens 0,80,
insbesondere wenigstens 0,90 in Laufrichtung oder Bandrichtung
des Bandes beträgt, gemessen in einem Magnetfeld mit einer
Stärke von 397,8 kA/m (5 kOe). Das Rechteckigkeitsverhältnis in
zwei aufeinanderstehenden senkrechten Richtungen zu der Lauf-oder
Bandrichtung des Bandes ist vorzugsweise nicht höher als
80% des Rechteckigkeitsverhältnis in Band- oder Laufrichtung.
Die Magnetschicht hat ein SFD von vorzugsweise nicht mehr als
0,6.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher
beschrieben, worin sämtliche Teile als Gewichtsteile zu verste
hen sind.
Untere Magnetschicht | ||||||
Kobalt-modifiziertes Eisenoxid | ||||||
100 Teile | ||||||
HC: 55,07 kA/m (700 Oe), @ | spezifische Oberfläche: 60 m²/g @ | Kristallitgröße: 40 nm (400 Å) @ | Partikelgröße (Länge der Hauptachse): 0,30 µm @ | Nadelverhältnis: 7,5 @ | Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymer | 10 Teile |
Verhältnis der Zusammensetzung=86:13:1, @ | Polymerisationsgrad: 400) @ | Polyester-Polyurethanharz | 5 Teile | |||
Ruß (Partikelgröße: 0,05 µm) | 3 Teile | |||||
Butylstearat | 1 Teil | |||||
Stearinsäure | 2 Teile | |||||
Butylacetat | 200 Teile |
Obere Magnetschicht | ||||||
Kobalt-modifiziertes Eisenoxid | ||||||
100 Teile | ||||||
HC: 71,62 kA/m (900 Oe), @ | spezifische Oberfläche: 50 m²/g @ | Kristallitgröße: 30 nm (300 Å) @ | Partikelgröße (Länge der Hauptachse): 0,18 µm @ | Nadelverhältnis: 6 @ | Vinylchlorid-Copolymer mit einer Natriumsulfonatgruppe | 12 Teile |
Gehalt an Natriumsulfonatgruppen: 5×10-5 Mol/g @ | Polymerisationsgrad: 300 @ | Polyester-Polyurethanharz | 6 Teile | |||
Gehalt an Carboxylgruppen: 10-4 Mol/g @ | α-Alumina (Tonerde), Partikelgröße: 0,3 µm) | 3 Teile | ||||
Ruß (Partikelgröße: 0,10 µm) | 3 Teile | |||||
Butylstearat | 1 Teil | |||||
Stearinsäure | 2 Teile | |||||
Butylacetat | 200 Teile |
Die vorstehend beschriebenen Bestandteile für jede der vorste
hend beschriebenen zwei Beschichtungszusammensetzungen werden in
einer Knetvorrichtung geknetet und in einer Sandmühle disper
giert. Nachfolgend werden 5 Teile Polyisocyanat zu der sich
ergebenden Dispersion für die Beschichtungslösung der unteren
magnetischen Schicht zugegeben und 6 Teile Polyisocyanat werden
zu der Dispersion für die Beschichtungslösung der oberen magne
tischen Schicht zugegeben. Weiterhin werden 40 Teile Butylacetat
zu jeder der vorstehend genannten Lösungen zugegeben und jede
der sich ergebenden Lösungen wird durch einen Filter mit einer
durchschnittlichen Porengröße von 1 µm filtriert zur Herstellung
einer Beschichtungslösung für die Ausbildung der unteren magne
tischen Schicht und einer Beschichtungslösung für die Ausbildung
der oberen magnetischen Schicht.
Die derart hergestellte Beschichtungslösung für die Ausbildung
der unteren magnetischen Schicht wird auf einen 15 µm dicken
Polyethylenterephthalatträger mit einer Oberflächenrauhigkeit an
der Mittellinie von 0,01 µm in solch einer Menge aufgetragen,
daß sich eine Trockendicke von 3,0 µm ergibt, worauf sofort
danach die Beschichtungslösung für die Ausbildung der oberen
Magnetschicht in solch einer Menge aufgetragen wird, daß sich
eine Dicke von 0,5 µm ergibt. Die Beschichtung wird mittels
eines Co-Beschichtungssystems durchgeführt. Während beide
Schichten noch naß sind, wird das beschichtete Produkt unter
Verwendung eines Kobaltmagneten mit einer magnetischen Flußdich
te von 0,3 T (3000 G) und einem Solenoid mit einer magnetischen
Flußdichte von 0,15 T (1500 G) orientiert, getrocknet und an
schließend bei einer Temperatur von 90°C mittels eines 7-Stu
fen-Kalanders, der nur Metallrollen enthält, behandelt. Das
Produkt wird in Bänder mit einer Breite von 1,27 cm (1/2 inch)
geschlitzt, wobei ein Videoband erhalten wird. Dieses Band wird
als A2 bezeichnet. Dessen Charakteristiken sind in Tabelle 1
aufgeführt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver eine Länge der Hauptachse von 0,21 µm, 0,12 µm
und 0,09 µm besitzt, wobei sich Proben A1, A3 und A4 ergeben.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver eine Kristallitgröße von 40 nm (400 A) und
eine Länge der Hauptachse von 0,28 µm bzw. 0,18 µm besitzt,
wobei sich Proben A5 und A6 ergeben.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß die obere Magnetschicht eine Dicke von 0,7 µm bzw.
0,2 µm besitzt, wobei sich Proben A7 und A8 ergeben.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß der Träger eine durchschnittliche Oberflächenrauhig
keit von 0,005 µm an der Mittellinie besitzt, wobei sich die
Probe A9 ergibt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß das ferromagnetische Metallpulver eine Länge der
Hauptachse von 0,14 µm, eine Kristallitgröße von 20 nm (200 A),
eine spezifische Oberfläche von 55 m2/g und einen Hc-Wert von
127,3 kA/m (1600 Oe) besitzt und in der oberen Magnetschicht
enthalten ist, wobei sich die Probe A10 ergibt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver eine Länge der Hauptachse von 0,10 µm, eine
Kristallitgröße von 20 nm (200 A), eine spezifische Oberfläche
von 55 m2/g und einen Hc-Wert von 12 7,3 kA/m (1600 Oe) besitzt,
wobei sich die Probe A11 ergibt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver eine Länge der Hauptachse von 0,30 µm be
sitzt, wobei sich die Probe A12 ergibt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver eine Länge der Hauptachse von 0,36 µm und
eine Kristallitgröße von 45 nm (450 A) besitzt, wobei sich die
Probe B1 ergibt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver eine Länge der Hauptachse von 0,30 µm und
eine Kristallitgröße von 40 nm (400 A) besitzt, und die obere
Magnetschicht eine Dicke von 1,5 µm aufweist, wobei sich die
Probe B2 ergibt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß die obere Magnetschicht eine Dicke von 1,0 µm be
sitzt, wobei sich die Probe B3 ergibt.
Das Verfahren gemäß Beispiel 1-5 wird wiederholt, mit der Aus
nahme, daß der Träger eine durchschnittliche Oberflächenrauhig
keit an der Mittellinie von 0,02 µm bzw. 0,015 µm besitzt, wobei
sich die Proben A13 und A14 ergeben.
Die vorstehend beschriebenen Proben werden auf folgende Weise
bestimmt:
Videosignale von Bildsignalen 50 IRE werden mittels eines Refe
renzbild-Transkriptionsstroms (reference image transcription
current) aufgezeichnet. Der Mittelwert für die Umhüllung des
wiedergegebenen RF-Outputs wurde mit einem Oszilloskop gemessen.
Der RF-Output wurde nach folgender Formel berechnet:
RF-Output (dB) = 20 log₁₀ (V/V₀)
(V = Mittelwert, V₀ = Referenzwert)
RF-Output (dB) = 20 log₁₀ (V/V₀)
(V = Mittelwert, V₀ = Referenzwert)
Es wird eine von Shibasoku Co., Ltd. hergestellte Rauschvorrich
tung (925R) für die Messung verwendet und der Unterschied im
S/N-Verhältnis wird unter Verwendung eines Bandes gemäß Beispiel
1-8 (A12) als Standardband bestimmt. Als VTR wird ein von
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. hergestelltes NV-8300-Gerät
verwendet.
Es wird eine von Toei Kogyo KK hergestellte magnetische Flußmeß
vorrichtung vom Schwingungstyp eingesetzt und der Hc-Wert wird
bei einem Hm-Wert von 159,2 kA/m (2 kOe) gemessen.
Es wird ein von Kosaka Kenkyusho KK hergestelltes dreidimensio
nales Gerät für die Messung der Oberflächenrauhigkeit (SE-3AK)
verwendet und die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit (Ra)
an der Mittellinie wird unter der Bedingung eines Abschneidwer
tes (cut off value) von 0,08 mm gemessen.
Der durchschnittliche Partikeldurchmesser wird mittels eines
Transmissions-Elektronenmikroskops gemessen.
Die Kristallitgröße wird aus der Halbwertbreite des Diffrak
tionsmusters der (4,4,0) Fläche und der (2,2,0) Fläche mittels
der Röntgenstrahldiffraktion gemessen.
Beschichtungslösung (Lösung I) für die obere Magnetschicht | ||||
Ferromagnetisches Pulver (A) und | ||||
100 Teile | ||||
Ferromagnetisches Pulver (B) | (kombinerte Menge) | |||
Für Beide (A) und (B) gilt: FeOx (x=1,45) @ | (Länge der Hauptachse, Kristallitgröße und Menge sind in Tabelle 2 bis 4 angegeben) @ | Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer (Gehalt der Sulfogruppen: 0,25% @ | (Beispiel 2-13) | 31,8 Teile |
(Beispiel 2-14) | 20,9 Teile | |||
(Beispiel 2-15) | 3 Teile | |||
(weitere Beispiele | 11,3 Teile | |||
Polyesterpolyurethan (Gehalt an Sulfogruppen: 0,1%) | 5 Teile | |||
Polyisocyanat (Coronat L) | 6 Teile | |||
Im Handel erhältliche Stearinsäure | 1 Teil | |||
Im Handel erhältliches Butylstearat | 1 Teil | |||
α-Alumina (Tonerde) (Partikelgröße: 0,1 µm) | 10 Teile | |||
Elektrisch leitfähiger Ruß (Partikelgröße: 70 µm) | 1 Teil | |||
Methylethylketon (Cyclohexanon)=7/3 Lösungsmittel | 100 Teile |
Beschichtungslösung (Lösung II) für die obere Magnetschicht | ||||||
Ferromagnetisches Pulver (A) und | ||||||
100 Teile | ||||||
Ferromagnetisches Pulver (B) | (kombinerte Menge) | |||||
Ferromagnetisches Pulver (A): @ | Zusammensetzung des magnetischen Metallpulvers (Gew.-%): Fe:Ni:Al=92:3:5 @ | Ferromagnetisches Pulver (B): FeOX (x=1,14) @ | (Länge der Hauptachse, Kristallitgröße und Menge sind in Tabelle 5 bis 7 angegeben) @ | Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer (Gehalt der Sulfogruppen: 0,25%) @ | (Beispiel 2-39) | 31,8 Teile |
(Beispiel 2-40) | 20,9 Teile | |||||
(Beispiel 2-41) | 3 Teile | |||||
(weitere Beispiele) | 11,3 Teile | |||||
Polyesterpolyurethan (Gehalt an Sulfogruppen: 0,1%) | 5 Teile | |||||
Polyisocyanat (Coronat L) | 6 Teile | |||||
Stearinsäure (handelsüblich) | 1 Teil | |||||
Butylstearat (handelsüblich) | 1 Teil | |||||
α-Alumina (Tonerde) (Partikelgröße: 0,1 µm) | 10 Teile | |||||
Elektrisch leitfähiger Ruß (Partikelgröße: 70 µm) | 1 Teil | |||||
Methylethylketon (Cyclohexanon)=7/3 Lösungsmittel | 100 Teile |
Beschichtungslösung (Lösung III) für die untere Magnetschicht | ||
Co-FeOx (x=1,45) | ||
100 Teile | ||
(Länge der Hauptachse und Kristallitgröße sind in Tabellen 2 bis 7 angegeben) @ | Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer (Gehalt an Sulfogruppen: 0,25% | 11 Teile |
Polyesterpolyurethan (Gehalt an Sulfogruppen: 0,1%) | 4 Teile | |
Polyisocyanat (Coronat L) | 6 Teile | |
Stearinsäure (handelsüblich) | 1 Teil | |
Butylstearat (handelsüblich) | 1 Teil | |
Elektrisch leitfähiger Ruß (Partikelgröße: 20 nm) | 5 Teile | |
Methylethylketon (Cyclohexanon)=7/3 Lösungsmittel | 100 Teile |
Unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Beschichtungs
lösungen wird eine Einfachbeschichtung und eine Mehrfachbe
schichtung durchgeführt. In den Vergleichsbeispielen 2-17 und 2
18 wird ein Band mit einer Einfachbeschichtung unter Verwendung
der Beschichtungslösung I hergestellt. Im Vergleichsbeispiel
2-19 wird ein Band mit einer einzigen Schicht unter Verwendung
der Lösung III hergestellt. In Vergleichsbeispiel 2-36 wird ein
Band mit einer einzigen Schicht unter Verwendung der Lösung II
hergestellt. Die Schichtdicke beträgt 4 µm. Die Proben werden
unter Verwendung der Lösungen I oder II für die obere Magnet
schicht hergestellt und unter Verwendung der Lösung III für die
untere Magnetschicht, wobei solch eine Menge eingesetzt wird,
daß die obere Magnetschicht eine Dicke von 0,5 µm und die untere
Magnetschicht von 3,5 µm besitzt. Als Träger wird ein Polyethy
lenterephthalatträger mit einer Dicke von 14 µm verwendet.
Die Charakteristiken der Proben werden wie nachfolgend beschrie
ben ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabellen 2 bis 7 aufge
führt.
Es werden 50%-weiße Videosignale unter Verwendung eines Refe
renzbild-Transskriptionsstromes aufgezeichnet und der Mittelwert
für die Umhüllung des reproduzierten Outputs wird mit einem
Oszilloskop gemessen. Der Y-S-Wert wird aus Formel (I) berech
net.
Es werden Videosignale von Farbsignalen unter Verwendung eines
Referenzbild-Transskriptionsstromes aufgezeichnet und der C-S-Wert
wird wie vorstehend beschrieben berechnet.
Empfindlichkeit des reproduzierten Outputs (dB)=
20 log₁₀ (V/V₀) (I)
worin bedeuten: V: Mittelwert, V0: Mittelwert des Vergleichsbei
spiels 2-18.
Ein von Shibasoku Co., Ltd. hergestelltes Rauschmeßgerät 925R
wird zur Bestimmung des Unterschieds im S/N-Verhältnis einge
setzt. Als Standardband wird dasjenige des Vergleichsbeispiels
2-18 verwendet. Der Rauschpegel wird unter Verwendung eines
Hochpaßfilters (10 kHz) und eines Tiefpaßfilters (4,2 MHz) ge
messen. Als VTR wird ein von Matsushita Electric Industrial Co.,
Ltd. hergestelltes NV-8200-Gerät verwendet.
Die Messungen wurden unter Verwendung des vorstehend beschriebe
nen Rauschmeßgerätes 925R, des Hochpaßfilters (10 kHz) und Tief
paßfilters (500 kHz) durchgeführt. Als VTR wird ein von Matsus
hita Electric Industrial Co., Ltd. hergestelltes NV-820O-Gerät
eingesetzt. Als Standard (0 dB) dient das in Vergleichsbeispiel
2-18 hergestellte Band.
Aus den Vergleichsbeispielen 2-1 bis 2-5 und 2-20 bis 2-24 und
den Beispielen 2-1 bis 2-6 und 2-27 bis 2-32 ergibt sich, daß im
Falle einer zu kleinen Partikelgröße des ferromagnetischen Pul
vers (A) die Dispergierbarkeit herabgesetzt ist und als Folge
die elektromagnetischen Charakteristiken herabgesetzt sind.
Falls die Partikelgröße zu groß ist, ist der Beladungsgrad her
abgesetzt, das Rauschen ist erhöht und die elektromagnetischen
Charakteristiken (insbesondere Y-S, Y-S/N) sind verschlechtert.
Aus den Vergleichsbeispielen 2-6 bis 2-10 und 2-25 bis 2-29 und
den Beispielen 2-7 bis 2-12 und 2-33 bis 2-38 ergibt sich, daß
bei zu kleiner Partikelgröße des ferromagnetischen Pulvers (B)
die Dispergierbarkeit herabgesetzt ist und als Ergebnis hiervon
auch die elektromagnetischen Charakteristiken verschlechtert
sind. Falls die Partikelgröße des ferromagnetischen Pulvers (B)
weitgehend gleich derjenigen des ferromagnetischen Pulver (A)
ist, ergibt sich bezüglich der elektromagnetischen Charakteri
stiken kein Vorteil. Falls die Partikelgröße des ferromagneti
schen Pulvers (B) zu groß ist, wird der Beladungsgrad herabge
setzt, das Rauschen verstärkt und die elektromagnetischen Cha
rakteristiken (insbesondere Y-S, Y-S/N) sind in hohem Maße ver
schlechtert. Ebenso ergibt sich aus den Vergleichsbeispielen
2-11 bis 214, 230 bis 233 und den Beispielen 216 bis 221 und
2-42 bis 2-47, daß bei zu kleiner Partikelgröße des in der unte
ren Magnetschicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers die
Dispergierbarkeit herabgesetzt ist. Als Folge davon sind die
Oberflächenprofile verschlechtert (dabei tritt eine Wirkung auf
die Kurzwellenkomponente auf), das Rechteckigkeitsverhältnis der
unteren Schicht ist herabgesetzt (dabei tritt eine Wirkung auf
die Langwellenkomponente auf) und die elektromagnetischen Cha
rakteristiken sind verschlechtert. Falls darüber hinaus die
Partikelgröße zu groß ist, wird der Beladungsgrad der unteren
Schicht vermindert, das Rauschen in der Langwellenkomponente
erhöht und die elektromagnetischen Charakteristiken sind ver
schlechtert.
Aus den Vergleichsbeispielen 2-15, 2-16, 2-34 und 2-35 sowie den
Beispielen 2-22 bis 2-26 und 2-48 bis 2-52 ergibt sich, daß bei
einem außerhalb des Gewichtsbereichs von 10/90 bis 90/10 liegen
dem Verhältnis des ferromagnetischen Pulvers (A) zu dem ferro
magnetischen Pulver (B) eine Verbesserung des Beladungsgrades
und eine Verminderung des Rauschens durch Verwendung feiner
Pulver nicht gleichzeitig erhalten werden und keine Verbesserung
der elektromagnetischen Charakteristiken auftritt.
Erfindungsgemäß wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium ge
schaffen, umfassend einen nichtmagnetischen Träger mit einer
Vielzahl magnetischer Schichten, die zusammengesetzt sind aus
einer unteren magnetischen Schicht, umfassend ein magnetisches
Pulver und ein Bindemittel, wobei eine obere Magnetschicht auf
der unteren Magnetschicht ausgebildet ist und das in der oberen
Magnetschicht enthaltene ferromagnetische Pulver eine Länge der
Hauptachse von nicht mehr als 0,30 µm und eine Kristallitgröße
von nicht größer als 40 nm (400 A) besitzt und die obere Magnet
schicht eine Trockendicke von nicht mehr als 1,2 µm aufweist und
die durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit (Ra) an der Mittel
linie der Oberfläche der oberen Magnetschicht nicht mehr als
0,015 µm beträgt, wodurch verbesserte elektromagnetische Charak
teristiken erhalten werden. Falls das ferromagnetische Pulver
ein Verhältnis der Länge der Hauptachse zu der Kristallitgröße
nicht weniger als 3 jedoch nicht höher als 7 besitzt oder falls
zwei Arten ferromagnetischer Pulver mit unterschiedlichen Haupt
achsenlängen und Kristallitgrößen verwendet werden, wird der
Beladungsgrad des in der oberen Magnetschicht eingesetzten fer
romagnetischen Pulvers verbessert ebenso wie die elektromagneti
schen Charakteristiken Y-S, C-S, Y-S/N und C-S/N beträchtlich
verbessert werden.
Claims (10)
1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend einen nicht
magnetischen Träger mit einer darauf angeordneten Vielzahl
von Magnetschichten, von denen jede ein ferromagnetisches
Pulver und ein Bindemittel umfaßt, und zusammengesetzt ist
aus einer unteren Magnetschicht und einer auf der unteren
Magnetschicht angeordneten oberen Magnetschicht, dadurch
gekennzeichnet, daß das in der oberen Magnetschicht ent
haltene ferromagnetische Pulver eine Länge der Hauptachse
von nicht mehr als 0,30 µm und Kristallitgröße von nicht
mehr als 40 nm (400 A) besitzt, die obere Magnetschicht
eine Trockendicke von nicht mehr als 1,20 µm besitzt und
daß die Oberfläche der oberen Magnetschicht eine durch
schnittliche Oberflächenrauhigkeit an der Mittellinie (Ra)
von nicht mehr als 0,015 µm aufweist.
2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Verhältnis der Länge der Hauptachse zu der
Kristallitgröße des ferromagnetischen Pulvers in der obe
ren Magnetschicht 3 bis 7 beträgt, die Trockendicke der
oberen Magnetschicht dicht mehr als das 30-fache der Kri
stallitgröße des in der oberen Magnetschicht enthaltenen
ferromagnetischen Pulvers beträgt und daß die Oberfläche
der oberen Magnetschicht eine durchschnittliche Oberflä
chenrauhigkeit an der Mittellinie (Ra) von nicht mehr als
1/20 der Länge der Hauptachse des in der oberen Magnet
schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers aufweist.
3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver umfaßt: (A) ein feinkörniges ferro
magnetisches Pulver mit einer Länge der Hauptachse von
0,05 bis 0,15 µm und einer Kristallitgröße von 10 bis
30 nm (100 bis 300 A) und (B) ein grobkörniges ferromagne
tisches Pulver mit einer Länge der Hauptachse von 0,10 bis
0,20 µm und einer Kristallitgröße von 15 bis 40 nm (150
bis 400 A) in einem Gewichtsverhältnis des ferromagneti
schen Pulvers (A) zu dem ferromagnetischen Pulver (B) von
10/90 bis 90/10, wobei die Länge der Hauptachse und die
Kristallitgröße des ferromagnetischen Pulvers (A) kleiner
sind als die Länge der Hauptachse und die Kristallitgröße
des ferromagnetischen Pulvers (B) und die untere Magnet
schicht ein ferromagnetisches Pulver mit einer Länge der
Hauptachse von 0,15 bis 0,25 µm und einer Kristallitgröße
von 30 bis 45 nm (300 bis 450 A) enthält und daß sowohl
die Länge der Hauptachse und die Kristallitgröße des fer
romagnetischen Pulvers in der unteren Magnetschicht größer
sind als die Länge der Hauptachse und die Kristallitgröße
des ferromagnetischen Pulvers (B) in der oberen Magnet
schicht.
4. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Gehalt an ferromagnetischem Pulver in der
oberen Magnetschicht wenigstens 70 Gew.-% beträgt.
5. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Gehalt an ferromagnetischem Pulver in der
oberen Magnetschicht wenigstens 70 Gew.-% beträgt.
6. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Gehalt an ferromagnetischem Pulver in der
oberen Magnetschicht wenigstens 70 Gew.-% beträgt.
7. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das in der oberen Magnetschicht enthaltene ferro
magnetische Pulver eine Länge der Hauptachse von nicht
mehr als 0,2 µm und eine Kristallitgröße von 15 bis 35 nm
(150 bis 350 A) besitzt.
8. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Verhältnis der Länge der Hauptachse zu der
Kristallitgröße des in der oberen Magnetschicht enthalte
nen ferromagnetischen Pulvers 4 bis 6 beträgt.
9. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das ferromagnetische Pulver (A) eine Länge der
Hauptachse von 0,08 bis 0,15 µm und eine Kristallitgröße
von 15 bis 29 nm (150 bis 290 A) und das ferromagnetische
Pulver (B) eine Länge der Hauptachse von 0,15 bis 0,20 µm
und eine Kristallitgröße von 29 bis 40 nm (290 bis 400 A)
besitzen.
10. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Gewichtsverhältnis des ferromagnetischen
Pulvers (A) zu dem ferromagnetischen Pulver (B) 70/30 bis
90/10 beträgt.
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