DE69325331T3

DE69325331T3 - Magnetisches Aufzeichnungsmdedium

Info

Publication number: DE69325331T3
Application number: DE69325331T
Authority: DE
Inventors: Ryosuke c/o Konica Corporation Hino-shi Isobe; Hideaki c/o Konica Corporation Hino-shi Wakamatsu
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2013-10-06
Also published as: EP0592922A2; EP0592922A3; DE69325331T2; EP0592922B1; EP0592922B2; DE69325331D1; US5527603A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Magnetaufzeichnungsmedium, insbesondere ein Magnetaufzeichnungsmedium hervorragender elektrischer Eigenschaften und Laufdauer, das sich für eine analoge Aufzeichnung und insbesondere für eine digitale Aufzeichnung eignet.
Hintergrund der Erfindung
Traditionell wurden Magnetaufzeichnungsmedien mehrlagiger Struktur mit einer oberen Schicht mit einem magnetischen Pulver und einer unteren Schicht mit einem nicht-magnetischen Pulver (vgl. beispielsweise offengelegte japanische Patentanmeldung (im folgenden als japanische Patent-OPI-Veröffentlichung bezeichnet) Nr. 187418/1988 und 191315/1988 ) vorgeschlagen. Dadurch sollten die elektromagnetischen Wandlungseigenschaften in dem Magnetaufzeichnungsmedium verbessert werden.
Diese Magnetaufzeichnungsmedien sollen jedoch nicht als digitale Aufzeichnungsmedien zum Einsatz gelangen. Da die obere Schicht relativ dick ist, kann man trotz der doppellagigen Struktur infolge eines signifikanten Verlusts an Schichtdicke und spontanen Verlusts an Magnetismus kaum für für digitale Aufzeichnungsmedien akzeptable elektromagnetische Wandlungseigenschaften und Laufdauer sorgen.
Bei Magnetaufzeichnungsmedien, z. B. einem Videoband, wurden – da die Aufzeichnungssignaltiefe signalabhängig variiert – Magnetaufzeichnungsmedien mehrlagiger Struktur mit magnetischen Schichten mit für die einzelnen Signale geeigneten unterschiedlichen magnetischen Pulvern bevorzugt. Bei der Herstellung eines derartigen Magnetaufzeichnungsmediums mehrlagiger Struktur, die normalerweise durch Mehrlagenbeschichten, z. B. nach dem Naß-Auf-Naß-Beschichtungsverfahren, erfolgt, tritt das Problem auf, daß bei der Bandregenerierung die elektromagnetische Wandlungseigenschaft vermindert wird. Dies ist auf die in einigen Fällen in Abhängigkeit von der Schichtmaterialzusammensetzung, der Lackviskosität und dgl. beim Auftragen und Trocknen entstandene Oberflächenrauheit der magnetischen Schicht zurückzuführen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines mehrlagigen Magnetaufzeichnungsmediums guter elektromagnetischer Wandlungseigenschaft und Laufdauer, das sich besonders gut zur digitalen Aufzeichnung eignet. Hierbei sollte das geschilderte Problem gelöst werden, indem durch Ausbildung einer Mehrzahl von Schichten auf einem nicht-magnetischen Schichtträger eine Oberflächenrauheit der magnetischen Schicht verhindert wird.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium umfaßt einen nicht-magnetischen Schichtträger und eine äußerste bzw. oberste Schicht, wobei die oberste Schicht (1) ein ferromagnetisches Metallpulver mit Fe, Al und einem oder mehreren Seltenerdeelement(en), ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, und (2) ein Bindemittel mit einem polaren Rest umfasst, wobei das Anteilsverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome und 1 bis 8 Gewichtsteil(e) Atome der Seltenerdeelemente pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome beträgt. Das Anteilsverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung beträgt 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome und 0,5 bis 30 Anzahlteil(e) Atome der Seltenerdeelemente pro 100 Anzahlteile Fe-Atome.
Das ferromagnetische Pulver des Magnetaufzeichnungsmediums kann ferner Na oder Ca enthalten. In diesem Zustand beträgt das Anteilsverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 1 bis 8 Gewichtsteil(e) Atome der Seltenerdeelemente, nicht mehr als 0,1 Gewichtsteil Na-Atome und 0,1 bis 2 Gewichtsteil(e) Ca-Atome pro 100 Gewichtsteile der Fe-Atome. Das Anteilsverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung beträgt 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome, 0,5 bis 30 Anzahlteil(e) von Atomen der Seltenerdeelemente, 2 bis 30 Anzahlteile Na-Atome und 5 bis 30 Anzahlteile an Ca-Atomen pro 100 Anzahlteile Fe-Atome.
Ferner kann das ferromagnetische Pulver des Magnetaufzeichnungsmediums Co, Ni, Si enthalten. Das Anteilsverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers beträgt 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 2 bis 20 Gewichtsteile Co-Atome, 2 bis 20 Gewichtsteile Ni-Atome, 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 0,3 bis 5 Gewichtsteil(e) Si-Atome, 1 bis 8 Gewichtsteil(e) Atome der Seltenerdeelemente, nicht mehr als 0,1 Gewichtsteil Na-Atome und 0,1 bis 2 Gewichtsteil(e) Ca-Atome pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome. Das Anteilsverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung beträgt nicht mehr als 0,1 Anzahlteil Co-Atome, nicht mehr als 0,1 Anzahlteil Ni-Atome, 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome, 20 bis 130 Anzahlteile Si-Atome, 0,5 bis 30 Anzahlteil(e) Atome der Seltenerdeelemente, 2 bis 30 Anzahlteile Na-Atome und 5 bis 30 Anzahlteile Ca-Atome pro 100 Anzahlteile Fe-Atome.
Das Magnetaufzeichnungsmedium besitzt vorzugsweise eine oder mehrere untere Lage(n) zwischen dem nicht-magnetischen Schichtträger und der obersten magnetischen Schicht.
Die Dicke der obersten magnetischen Schicht beträgt 0,02 bis 0,6 μm, die Dicke der unteren Schicht 0,2 bis 2,0 μm.
Die untere Schicht weist eine nicht-magnetische Schicht mit vorzugsweise nadelförmigem, nicht-magnetischem Pulver auf.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Aufbau des Magnetaufzeichnungsmediums
Das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium umfaßt einen nicht-magnetischen Schichtträger (A) und eine darauf befindliche oberste Schicht (B) (magnetische Schicht mit einem ferromagnetischen Metallpulver) sowie – erforderlichenfalls – eine mindestens eine Schicht bzw. Lage umfassende untere Schicht (C) zwischen dem nicht-magnetischen Schichtträger und der obersten Schicht.
(A) Nicht-magnetischer Schichtträger
Beispiele für Werkstoffe für den nicht-magnetischen Schichtträger sind Polyester, wie Polyethylenterephthalat und Polyethylen-2,6-naphthalat, Polyolefine, wie Polypropylen, Cellulosederivate, wie Cellulosetriacetat und Cellulosediacetat, sowie Kunststoffe, wie Polyamid, Aramidharz und Polycarbonat.
Dem nicht-magnetischen Schichtträger sind keine morphologischen Grenzen gesetzt. Jede beliebige Form, z. B. ein Band, ein Film, eine Folie, eine Karte, eine Scheibe und eine Trommel, ist akzeptabel.
Der nicht-magnetische Schichtträger ist hinsichtlich seiner Dicke keinen Beschränkungen unterworfen. Die Dicke beträgt für einen Film oder eine Folie normalerweise 2 bis 100, vorzugsweise 3 bis 50 μm und für eine Scheibe bzw. Platte oder Karte etwa 30 bis 10 μm und sie kann je nach dem Aufzeichnungsgerät, beispielsweise für eine Trommel, in geeigneter Weise eingestellt werden.
Der nicht-magnetische Schichtträger kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Der nicht-magnetische Schichtträger kann einer Oberflächenbehandlung, z. B. einer Korona-Entladungsbehandlung, unterworfen werden.
Diejenige Seite des nicht-magnetischen Schichtträgers, auf der die geschilderte magnetische Schicht nicht gebildet ist (Rückseite), ist vorzugsweise mit einer Rückschicht versehen, um die Laufeigenschaft des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern und eine Aufladung und Übertragung zu verhindern. Ferner kann zwischen der magnetischen Schicht und dem nicht-magnetischen Schichtträger eine Haftschicht bzw. ein schichtartiger Vorstrich vorgesehen sein.
(B) Oberste magnetische Schicht
Die oberste magnetische Schicht enthält ein magnetisches Pulver und ein Bindemittel. Sie kann jedoch auch erforderlichenfalls noch andere Komponenten enthalten.
Die Dicke der obersten Schicht beträgt normalerweise 0,01 bis 0,7, zweckmäßigerweise 0,02 bis 0,6, vorzugsweise 0,02 bis 0,4 μm. Wenn die Dicke unter 0,01 μm liegt, erreicht man bei der Regeneration infolge Aufzeichnungsfehler keine ausreichende Ausgangsleistung. Wenn die Dicke 0,7 μm übersteigt, kann man infolge Schichtdickeverlust keine ausreichende Regenerationsleistung gewährleisten.
(B-1) Magnetisches Pulver
Erfindungsgemäß enthält die oberste magnetische Schicht ein partikuläres ferromagnetisches Metallpulver der später beschriebenen Art als essentielle magnetische Pulverkomponente.
Das ferromagnetische Metallpulver enthält Fe, Al und ein oder mehrere Seltenerdeelement(e), ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr.
Bei dem erfindungsgemäßen ferromagnetischen Metallpulver handelt es sich um ein ferromagnetisches Metallpulver, bei welchem das Anteilsverhältnis in der Gesamtzusammensetzung 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome und 1 bis 8 Gewichtsteil(e) eines oder mehrerer Seltenerdeelement(e)s, ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome und das Anteilsverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome und 0,5 bis 30 Anzahlteil(e) Atome der Seltenerdeelemente pro 100 Anzahlteile Fe-Atome betragen.
Vorzugsweise betragen das Anteilsverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 1 bis 8 Gewichtsteil(e) eines oder mehrerer Seltenerdeelement(e)s, ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, nicht mehr als 0,1 Gewichtsteil Na-Atome und 0,1 bis 2 Gewichtsteil(e) Ca-Atome pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome und das Anteilsverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome, 0,5 bis 30 Anzahlteil(e) Atome der Seltenerdeelemente, 2 bis 30 Anzahlteile Na-Atome und 5 bis 30 Anzahlteile Ca-Atome pro 100 Anzahlteile Fe-Atome.
Insbesondere betragen das Anteilsverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 2 bis 20 Gewichtsteile Co-Atome, 2 bis 20 Gewichtsteile Ni-Atome, 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 0,3 bis 5 Gewichtsteil(e) Si-Atome, 1 bis 8 Gewichtsteil(e) Atome eines oder mehrerer Seltenerdeelement(e)s, ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, nicht mehr als 0,1 Gewichtsteil Na-Atome und 0,1 bis 2 Gewichtsteil(e) Ca-Atome pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome und das Anteilsverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung nicht mehr als 0,1 Anzahlteil Co-Atome, nicht mehr als 0,1 Anzahlteil Ni-Atome, 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome, 20 bis 130 Anzahlteile Si-Atome, 0,5 bis 30 Anzahlteil(e) Atome der Seltenerdeelemente, 2 bis 30 Anzahlteile Na-Atome und 5 bis 30 Anzahlteile Ca-Atome pro 100 Anzahlteile Fe-Atome.
Bevorzugt wird ein ferromagnetisches Metallpulver, bei welchem das Anteilsverhältnis in der Gesamtzusammensetzung und in der Oberflächenzusammensetzung in die angegebenen Bereiche fallen. In diesem Falle erreicht man eine hohe Koerzitivkraft (Hc) von nicht weniger als 1700 Oe, eine hohe Sättigungsmagnetisierung (s_s) von nicht weniger als 120 emu/g und eine hohe Dispergierbarkeit.
Der Gehalt an diesem ferromagnetischen Metallpulver beträgt normalerweise 60 bis 95, zweckmäßigerweise 70 bis 90 und vorzugsweise 75 bis 85 Gew.-% des gesamten Feststoffgehalts in der Schicht.
Erfindungsgemäß kann die magnetische Schicht auch noch andere magnetische Pulver der später beschriebenen Art enthalten.
Solche sonstige magnetische Pulver umfassen ferromagnetische Eisenoxidpulver, ferromagnetische Metallpulver und hexagonale tafelförmige Pulver.
Von diesen lassen sich vorzugsweise ferromagnetische Metallpulver verwenden.
Beispiele für die ferromagnetischen Eisenoxidpulver sind γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Eisenoxidzwischenverbindungen der Formel FeO_x (1,33 < x < 1,5) und mit Co versetzte (cobaltmodifizierte) Eisenoxidverbindungen der Formel Co- FeO_x (1,33 < x < 1,5).
Beispiele für solche ferromagnetische Metallpulver sind Pulver auf der Basis hauptsächlich von Fe, Ni oder Co, z. B. magnetische Pulver einer Fe-Al-Legierung, Fe-Al-Ni-Legierung, Fe-Al-Zn-Legierung, Fe-Al-Co-Legierung, Fe-Al-Ca-Legierung, Fe-Ni-Legierung, Fe-Ni-Al-Legierung, Fe-Ni-Co-Legierung, Fe-Ni-Si-Al-Mn-Legierung, Fe-Ni-Si-Al-Zn-Legierung, Fe-Al-Si-Legierung, Fe-Ni-Zn-Legierung, Fe-Ni-Mn-Legierung, Fe-Ni-Si-Legierung, Fe-Mn-Zn-Legierung, Fe-Co-Ni-P-Legierung und Ni-Co-Legierung. Metallpulver auf Fe-Basis zeichnen sich insbesondere durch hervorragende elektrische Eigenschaften aus.
Andererseits werden aus Gründen einer Korrosionsfestigkeit und Dispergierbarkeit ferromagnetische Metallpulver auf Fe-Al-Basis, z. B. solche einer Fe-Al-Legierung, Fe-Al-Ca-Legierung, Fe-Al-Ni-Legierung, Fe-Al-Zn-Legierung, Fe-Al-Co-Legierung, Fe-Ni-Si-Al-Co-Legierung und Fe-Co-Al-Ca-Legierung, bevorzugt.
Zweckmäßigerweise besteht das zur Lösung der erfindungsgemäß anstehenden Aufgabe bevorzugte ferromagnetische Metallpulver aus einem magnetischen Metallpulver auf Fe-Basis mit Al oder Al und Ca in einem Gewichtsverhältnis Fe/Al = 100/0,5 bis 100/20 und Fe/Ca = 100/0,1 bis 100/10.
Eine Beschränkung des Fe/Al-Verhältnisses auf einen Wert innerhalb des angegebenen Bereichs bietet eine ausgesprochene Verbesserung in der Korrosionsfestigkeit. Eine Beschränkung des Fe/Ca-Verhältnisses auf einen Wert innerhalb des angegebenen Bereichs führt zu einer Verbesserung der elektromagnetischen Wandlungseigenschaft unter Verminderung von Ausfällen.
Obwohl der Mechanismus einer solchen Verbesserung in der elektromagnetischen Wandlungseigenschaft oder Ausfallverminderung noch nicht geklärt ist, kann eine verbesserte Koerzitivkraft oder eine Verminderung der Aggregatbildung, wie sie beispielsweise mit einer verbesserten Dispergierbarkeit einhergeht, zu diesen wünschenswerten Ergebnissen führen.
Bei diesen ferromagnetischen Pulvern zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Hauptachsenlänge normalerweise nicht größer als 0,30, zweckmäßigerweise 0,04 bis 0,20, vorzugsweise 0,05 bis 0,17 μm. Sofern die Hauptachsenlänge in diesen Bereich fällt, lassen sich die elektrischen Eigenschaften sowie die Oberflächenqualität des Magnetaufzeichnungsmediums verbessern.
Die Koerzitivkraft (Hc) des ferromagnetischen Metallpulvers für die vorliegende Erfindung fällt ferner vorzugsweise in den Bereich von 600 bis 5000 Oe. Koerzitivkräfte außerhalb dieses Bereichs sind unerwünscht, da bei Koerzitivkräften von weniger als 600 Oe die elektromagnetischen Wandlereigenschaften verschlechtert werden können und eine Aufzeichnung mit üblichen Köpfen bei Koerzitivkräften von über 5000 Oe versagen kann.
Auch der Sättigungsmagnetismus (s_s), eine magnetische Eigenschaft des ferromagnetischen Metallpulvers, beträgt im Normalfall vorzugsweise nicht weniger als 70 emu/g. Wenn der Sättigungsmagnetismus unter 70 emu/g liegt, können sich die elektromagnetischen Wandlungseigenschaften verschlechtern. Wenn es sich bei diesem ferromagnetischen Pulver um ein ferromagnetisches Metallpulver handelt, beträgt insbesondere der Sättigungsmagnetismus zweckmäßigerweise nicht weniger als 120 emu/g.
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise ein ferromagnetisches Metallpulver einer nach der BET-Methode bestimmten spezifischen Oberfläche von nicht weniger als 30, insbesondere nicht weniger als 45 m²/g verwendet. Diese hängt vom Grad der Erhöhung der Aufzeichnungsdichte ab.
Diese spezifische Oberfläche und das Verfahren zu ihrer Bestimmung sind detailliert in ”Fine Particle Measurement”, Herausgeber J. M. Dallavelle und Clydeorr Jr., übersetzt ins Japanische von Muta et al., erschienen bei Sangyo Tosho, und ferner in ”Kagaku Binran Ooyo Hen”, Seiten 1170–1171 (herausgegeben von der Japanischen Chemischen Gesellschaft, erschienen bei Maruzen Co., Ltd. am 30. April 1966) beschrieben.
Die spezifische Oberfläche wird beispielsweise durch 13-minütiges Entgasen des betreffenden Pulvers durch Wärmebehandeln bei etwa 105°C zur Entfernung daran adsorbierter Substanzen, anschließendes Einfüllen des Pulvers in das Meßgerät und Durchführen einer adsorptiometrischen Bestimmung bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff (–105°C) während 10 min unter Verwendung von Stickstoff bei einem Anfangsdruck von 0,5 kg/m² bestimmt.
Bei der verwendeten Meßvorrichtung handelte es sich um das Gerät Quantasorb (hergestellt von Yuasa Ionics Co., Ltd.).
Das ferromagnetische Metallpulver besitzt vorzugsweise die folgende Struktur: Das Anteilsverhältnis an Fe-Atomen und Al-Atomen in dem ferromagnetischen Metallpulver beträgt Fe/Al = 100/1 bis 100/20 der Atomanzahl nach. Das Anteilsverhältnis von im Oberflächenbereich bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 100 Å (ESCA-analysierte Tiefe) verteilten Fe-Atomen und Al-Atomen beträgt Fe/Al = 30/70 bis 70/30 der Atomanzahl nach. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des ferromagnetischen Metallpulvers sind Fe-Atome, Ni-Atome, Al-Atome und Si-Atome sowie Co-Atome und/oder Ca-Atome enthalten. Der Fe-Atomgehalt beträgt nicht weniger als 90 Atom-%. Der Ni- Atomgehalt beträgt nicht weniger als 1 Atom-% und weniger als 10 Atom-%. Der Al-Atomgehalt beträgt nicht weniger als 0,1 Atom-% und weniger als 5 Atom-%. Der Si-Atomgehalt beträgt nicht weniger als 0,1 Atom-% und weniger als 5 Atom-%. Der Co-Atomgehalt und/oder Ca-Atomgehalt (Gesamtgehalt im Falle, daß sowohl Co- als auch Ca-Atome vorhanden sind) beträgt nicht weniger als 13 Atom-%. Das Verhältnis der im Oberflächenbereich bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 100 Å (ESCA-analysierte Tiefe) verteilten Atome Fe/Ni/Al/Si/(Co und/oder Ca) = 100/(nicht mehr als 4)/(10–60)/(10–70)/(20–80).
Erfindungsgemäß ist das Achsenverhältnis b/a der Hauptachsenlänge (a) des in der magnetischen Schicht enthaltenen (genannten) ferromagnetischen Pulvers und der Hauptachsenlänge (b) des in der unteren nicht-magnetischen Schicht enthaltenen nicht-magnetischen Pulvers nicht größer als 3, zweckmäßigerweise nicht größer als 2,5 und vorzugsweise nicht größer als 2. Dies ist darauf zurückzuführen, daß im Falle, daß das Achsenverhältnis innerhalb des angegebenen Bereichs liegt, hervorragende Eigenschaften, z. B. ein guter Oberflächenzustand des Magnetaufzeichnungsmediums, erreicht werden.
Die genannten magnetischen Pulver können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
(B-2) Bindemittel
Das in der obersten magnetischen Schicht enthaltene Bindemittel besteht in typischer Weise beispielsweise aus Vinylchloridharzen, z. B. aus Polyurethan, Polyester und Vinylchlorid-Copolymeren. Diese Harze enthalten wiederkehrende Einheiten mit mindestens einem polaren Rest, ausgewählt aus der Gruppe -SO₃M, -OSO₃M, -COOM, -PO(OM¹)₂ und Sulfobetain.
Bezüglich der genannten polaren Radikale steht M für ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall, z. B. Natrium, Kalium oder Lithium, und M¹ bedeutet ein Wasserstoffatom, ein Atom eines Alkalimetalls, z. B. Natrium, Kalium oder Lithium, oder eine Alkylgruppe.
Der beschriebene polare Rest dient einer Verbesserung der Dispergierbarkeit des ferromagnetischen Pulvers. Sein Gehalt in jedem Harz beträgt 0,1 bis 8,0, vorzugsweise 0,2 bis 6,0 Mol-%. Liegt sein Gehalt unter 0,1 Mol-%, verschlechtert sich die Dispergierbarkeit des ferromagnetischen Pulvers. Übersteigt er 8,0 Mol-%, kann die magnetische Beschichtungsmasse gelieranfällig werden. Das massegemittelte Molekulargewicht der einzelnen beschriebenen Harze beträgt vorzugsweise 15000 bis 50000.
Der Bindemittelanteil in der magnetischen Schicht beträgt normalerweise 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers.
Die genannten Bindemittel können in Kombination aus zwei oder mehreren sowie auch alleine verwendet werden. In diesem Falle beträgt das Gewichtsverhältnis Polyurethan und/oder Polyester/Vinylchloridharz normalerweise 90/10 bis 10/90, vorzugsweise 70/30 bis 30/70.
Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Bindemittel verwendete Vinylchlorid-Copolymer mit einem polaren Rest läßt sich durch Additionsreaktion zwischen einem Copolymer mit einer Hydroxylgruppe, z. B. einem Vinylchlorid/Vinylalkohol-Copolymer, und einer der folgenden Verbindungen mit polarem Rest und einem Chloratom herstellen: ClCH₂CH₂SO₃M Cl-CH₂CH₂OSO₃M Cl-CH₂COOM Cl-CH₂-P(=O)OM¹)₂
Von diesen Verbindungen wird Cl-CH₂CH₂SO₃Na als Beispiel zur Veranschaulichung der genannten Reaktion benutzt. -CH₂C(OH)H- + ClCH₂CH₂SO₃Na Æ -CH₂C(OCH₂CH₂SO₃Na)H-
Es ist ferner möglich, das gewünschte Vinylchlorid-Copolymer mit einem polaren Rest durch Einführen einer gegebenen Menge eines reaktionsfähigen Monomers mit ungesättigter Bindung zur Einführung einer wiederkehrenden Einheit mit einem polaren Rest an dieser in einen Reaktor, z. B. einen Autoklaven, und Verwendung eines üblichen Polymerisationsanspringmittels, z. B. eines Anspringmittels für eine Radikalkettenpolymerisation, wie BPO (Benzoylperoxid) oder AIBN (Azobisisobutyronitril), eines Anspringmittels für eine Redoxpolymerisation oder eines kationischen Polymerisationsanspringmittels, herzustellen.
Beispiele für das reaktionsfähige Monomer zur Einführung von Sulfonsäure oder ihres Salzes in dieses sind ungesättigte Kohlenwasserstoffsulfonsäuren, wie Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methacrylsulfonsäure und p-Styrolsulfonsäure sowie deren Salze.
Zur Einführung einer Carbonsäure oder eines Salzes derselben können beispielsweise (Meth)Acrylsäure oder Maleinsäure verwendet werden. Zur Einführung von Phosphorsäure oder ihres Salzes wird (Meth)Acryl-2-phosphat verwendet.
Vorzugsweise besitzt das Vinylchlorid-Copolymer eine eingeführte Epoxygruppe. Dies deshalb, weil die Einführung einer Epoxygruppe die Wärmestabilität des Vinylchlorid-Copolymers verbessert.
Wenn eine Epoxygruppe eingeführt ist, beträgt der Gehalt an der epoxyhaltigen wiederkehrenden Einheit in dem Copolymer zweckmäßigerweise 1 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 Mol-%.
Glycidylacrylat stellt das bevorzugte Monomer zur Einführung der Epoxygruppe dar.
Verfahren zur Einführung eines polaren Rests in Vinylchlorid-Copolymere finden sich in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 44227/1982 , 108052/1983 , 8127/1984 , 101161/1985 , 235814/1985 , 238306/1985 , 238371/1985 , 121923/1987 , 146432/1987 und 146433/1987 und weiteren Veröffentlichungen. Diese Verfahren können auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
Im folgenden wird die Synthese eines Polyester- und Polyurethanharzes zur Verwendung als Bindemittel für die vorliegende Erfindung beschrieben.
Im allgemeinen erhält man einen Polyester durch Umsetzen eines Polyols mit einer mehrbasischen Säure.
Unter Benutzung dieses bekannten Verfahrens läßt sich aus einer mehrbasischen Säure mit einem polaren Rest ein Polyester mit einem polaren Rest (Polyol) snythetisieren.
Beispiele für mehrbasische Säuren mit einem polaren Rest sind 5-Sulfoisophthalsäure, 2-Sulfoisophthalsäure, 4-Sulfoisophthalsäure, 3-Sulfophthalsäure, Dialkyl-5-sulfoisophthalat, Dialkyl-2-sulfoisophthalat, Dialkyl-4-sulfoisophthalat, Dialkyl-3-sulfoisophthalat sowie deren Natrium- und Kaliumsalze.
Beispiele für das Polyol sind Trimethylolpropan, Hexantriol, Glycerin, Trimethylolethan, Neopentylglykol, Pentaerythrit, Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Diethylenglykol und Cyclohexandimethanol.
Es ist auch möglich, nach einem bekannten Verfahren einen einen anderen polaren Rest eingebaut enthaltenden Polyester zu synthetisieren.
Im folgenden wird die Synthese eine Polyurethans beschrieben.
Es wird durch Umsetzen eines Polyols mit einem Polyisocyanat hergestellt.
Bei dem zu diesem Zweck verwendeten Polyol handelt es sich normalerweise um ein durch Umsetzen eines Polyols mit einer mehrbasischen Säure erhaltenes Polyesterpolyol.
Folglich ist es möglich, unter Verwendung eines Polyesterpolyols mit einem polaren Rest als Ausgangsmaterial ein Polyurethan mit einem polaren Rest herzustellen.
Beispiele für das Polyisocyanat sind Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HMDI), Toluylendiisocyanant (TDI), 1,5-Naphthalindiisocyanat (NDI), Toluydindiisocyanat (TODI) und Lysinisocyanatmethylester (LDI).
Bei einem weiteren Verfahren zur Polyurethansynthese kann ein Polyurethan durch Additionsreaktion eines OH-haltigen Polyurethans mit einer der folgenden Verbindungen mit sowohl einem polaren Rest als auch einem Chloratom synthetisiert werden. Cl-CH₂CH₂SO₃M Cl-CH₂CH₂OSO₃M Cl-CH₂COOM Cl-CH₂-P(=O)(OM¹)₂
Die Einführung eines polaren Rests in Polyurethan wird in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 41565/1983 sowie in den japanischen Patent-OPI-Nr. 92422/1982 , 82423/1982 , 8127/1984 , 5423/1984 , 5424/1984 und 121923/1987 sowie weiteren Veröffentlichungen beschrieben. Dieser Methoden kann man sich auch erfindungsgemäß bedienen.
Erfindungsgemäß können die folgenden Harze in einem 50 Gew.-% des gesamten Bindemittelanteils nicht übersteigenden Anteil als Bindemittel verwendet werden.
Beispiele für das Harz sind ein Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer, ein Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymer, ein Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymer, ein Butadien/Acrylnitril-Copolymer, ein Polyamidharz, Polyvinylbutyral, Cellulosederivate, wie Nitrocellulose, ein Styrol/Butadien-Copolymer, ein Phenolharz, ein Epoxyharz, ein Harnstoffharz, ein Melaminharz, ein Phenoxyharz, ein Siliconharz, ein Acrylharz, ein Harnstoff/Formamid-Harz und verschiedene Synthesekautschukharze. Diese Harze besitzen ein massegemitteltes Molekulargewicht von 10000 bis 200000.
(B-3) Sonstige Komponenten
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können der obersten magnetischen Schicht zur Verbesserung ihrer Qualität auch noch sonstige Komponenten, z. B. ein Schleifmittel, ein Gleitmittel, ein die Haltbarkeit verbesserndes Mittel, ein Dispergiermittel, ein antistatisches Mittel und ein feinteiliges elektromagnetisches Pulver, einverleibt werden.
Bei den Schleifmitteln handelt es sich um bekannte Substanzen.
Die durchschnittliche Teilchengröße des Schleifmittels beträgt normalerweise 0,05 bis 0,6, zweckmäßigerweise 0,05 bis 0,5, vorzugsweise 0,05 bis 0,3 μm.
Der Schleifmittelgehalt in der obersten Schicht beträgt normalerweise 3 bis 20, zweckmäßigerweise 5 bis 15, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsteile.
Als Gleitmittel können Fettsäuren und/oder Fettsäureester verwendet werden. Die Zusatzmenge an Fettsäure beträgt in diesem Fall zweckmäßigerweise 0,2 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% des magnetischen Pulvers. Wenn die Zusatzmenge 0,2 Gew.-% unterschreitet, verschlechtern sich die Laufeigenschaften. Übersteigt sie 10 Gew.-%, blutet die Fettsäure aus der Oberfläche der magnetischen Schicht aus, was höchstwahrscheinlich zu einem Leistungsverlust führt.
Die Zusatzmenge an Fettsäureester beträgt zweckmäßigerweise 0,2 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-% des magnetischen Pulvers. Wenn die Zusatzmenge 0,2 Gew.-% unterschreitet, verschlechtert sich die Haltbarkeit im ”Stillzustand”. Überschreitet sie 10 Gew.-%, blutet die Fettsäure (Anm. d. Übersetzers: der Fettsäureester) aus der Oberfläche der magnetischen Schicht aus, was höchstwahrscheinlich zu einem Leistungsverlust führt.
Zur Verstärkung der Gleitwirkung bei gemeinsamer Verwendung einer Fettsäure und eines Fettsäureesters beträgt das Gewichtsverhältnis Fettsäure/Fettsäureester vorzugsweise 10/90 bis 90/10.
Bei der Fettsäure kann es sich um eine ein- oder zweibasische Säure mit zweckmäßigerweise 6 bis 30, vorzugsweise 12 bis 22 Kohlenstoffatomen handeln.
Beispiele für die Fettsäuren sind Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Linolensäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Behensäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Maleinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, 1,12-Dodecandicarbonsäure und Octandicarbonsäure.
Beispiele für Fettsäureester sind Oleyloleat, Isocetylstearat, Dioleylmalat, Butylstearat, Butylpalmitat, Butylmyristat, Octylmyristat, Octylpalmitat, Pentylstearat, Pentylpalmitat, Isobutyloleat, Stearylstearat, Lauryloleat, Octyloleat, Isobutyloleat, Ethyloleat, Isotridecyloleat, 2-Ethylhexylstearat, 2-Ethylhexylpalmitat, Isopropylpalmitat, Isopropylmyristat, Butyllaurat, Cetyl-2-ethylhexalat, Dioleyladipat, Diethyladipat, Diisobutyladipat, Diisodecyladipat, Oleylstearat, 2-Ethylhexylmyristat, Isopentylpalmitat, Isopentylstearat, Diethylenglykolmonobutyletherpalmitat und Diethylenglykolmonobutyletherpalmitat.
Neben den genannten Fettsäuren und Fettsäureestern können bekannte Substanzen, z. B. ein Siliconöl, ein Fluorkohlenstoff, ein Fettsäureamid und α-Olefinoxid, als Gleitmittel verwendet werden.
Beispiele für solche Härtungsmittel sind Polyisocyanate, z. B. aromatische Polyisocyanate, wie Addukte von aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen an Toluylendiisocyanat (TDI), und aliphatische Polyisocyanate, wie Addukte von aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen an Hexamethylendiisocyanat (HMDI). Das massegemittelte Molekulargewicht des Polyisocyanats beträgt zweckmäßigerweise 100 bis 3000.
Beispiele für solche Dispergiermittel sind Fettsäuren einer Kohlenstoffzahl von 12 bis 18, wie Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und Ölsäure, Alkalimetallsalze, Erdalkalimetallsalze oder Amide hiervon, Polyalkylenoxidalkylphosphate, Lecithin, Trialkylpolyolefinoxy-quaternäres Ammoniumsalz, und Azoverbindungen mit einer Carboxylgruppe und einer Sulfonsäuregruppe. Diese Dispergiermittel werden normalerweise in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-% des ferromagnetischen Pulvers eingesetzt.
Beispiele für solche antistatische Mittel sind kationische Netzmittel, z. B. quaternäres Amin, anionische Netzmittel mit einer Säuregruppe, z. B. Sulfonsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Phosphat und Carbonsäure, amphotere Netzmittel, z. B. Aminosulfonsäure, und natürlich vorkommende Netzmittel, wie Saponin. Das antistatische Mittel wird normalerweise in einer Menge von 0,01 bis 40 Gew.-% des Bindemittels zugesetzt.
Erfindungsgemäß kann vorzugsweise ein elektrisch leitendes feines Pulver als antistatisches Mittel verwendet werden. Beispiele für solche antistatische Mittel sind durch Beschichten von Metallteilchen, z. B. Ruß, Graphit, Zinnoxid, Silberpulver, Silberoxid, Silbernitrat, organische Silberverbindungen und Kupferpulver, sowie Metalloxidpigmenten, wie Zinkoxid, Bariumsulfat und Titanoxid, mit Zinnoxid oder mit einem elektrisch leitenden Material, z. B. Zinnoxidfilmen mit Antimon in fester Lösung, hergestellte antistatische Mittel.
Die durchschnittliche Teilchengröße des feinteiligen elektrisch leitenden Pulvers beträgt normalerweise 5 bis 700, vorzugsweise 5 bis 200 nm.
Der Gehalt an dem feinteiligen elektrisch leitenden Pulver beträgt normalerweise 1 bis 20, vorzugsweise 2 bis 7 Gewichtsteil(e) auf 100 Gewichtsteile des magnetischen Pulvers.
(C) Untere Schicht
Die mindestens eine Lage umfassende untere Schicht wird – wie erforderlich – ein- oder mehrlagig zwischen dem nicht-magnetischen Schichtträger und der obersten magnetischen Schicht vorgesehen.
Die untere Schicht kann aus einer einzigen Lage oder einer Kombination aus zwei oder mehreren Lagen aufgebaut sein. Diesbezüglich gibt es keine Beschränkungen. Beispiele für die untere Schicht sind eine magnetische Schicht mit einem magnetischen Pulver (C-1), eine nicht-magnetische Schicht mit nicht-magnetischem Pulver (C-2), eine Schicht mit einem Werkstoff hoher magnetischer Permeabilität (C-3) und eine Schicht in Form einer Kombination derselben.
Erfindungsgemäß besteht die untere Schicht vorzugsweise aus einer nicht-magnetischen Schicht (B-2), insbesondere einer nicht-magnetischen Schicht mit einem nadelförmigen nicht-magnetischen Pulver.
Die Dicke der unteren Schicht beträgt normalerweise 0,1 bis 2,5, zweckmäßigerweise 0,2 bis 2,0, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 μm. Wenn die Dicke 2,5 μm übersteigt, kommt es zu einer sog. Mehrlagenoberflächenrauheit. Nach dem Auftragen mehrerer Lagen nimmt hierbei die Oberflächenrauheit der obersten Schicht zu. Dies kann zu unerwünschten elektromagnetischen Wandlungseigenschaften führen. Wenn die Dicke 0,5 μm unterschreitet, läßt sich beim Kalandrieren nur unter Schwierigkeiten eine hohe Glätte erreichen. Dadurch können die elektromagnetischen Wandlungseigenschaften beeinträchtigt werden und der Effekt der unteren Schicht nicht richtig zur Geltung kommen.
(C-1) Magnetische Schicht
Eine magnetische Lage in der unteren Schicht enthält ein magnetisches Pulver. Sie enthält ferner ein Bindemittel und – erforderlichenfalls – sonstige Komponenten.
(C-1-1) Magnetisches Pulver
Das in einer magnetischen Lage in der unteren Schicht enthaltene magnetische Pulver unterliegt keinen Beschränkungen, vorzugsweise kann jede als Beispiel für (B-1) genannte Verbindung verwendet werden. Diese magnetischen Pulver können einzeln oder in Kombination zum Einsatz gelangen.
Von diesen magnetischen Pulvern wird Co-haltiges Eisenoxid bevorzugt. Wenn die magnetische Lage in der unteren Schicht Co-haltiges Eisenoxid enthält, wird die Regenerationsleistung im Wellenlängenband hoher Aufzeichnung, insbesondere über 1 μm, verstärkt.
Der Gehalt an dem magnetischen Pulver beträgt normalerweise 70 bis 90, vorzugsweise 75 bis 85 Gew.-% des gesamten Feststoffgehalts in der Lage.
(C-1-2) Bindemittel
Bei dem in der magnetischen Lage in der unteren Schicht enthaltenen Bindemittel handelt es sich um irgendeine für (B-2) genannte Verbindung. Sein Gehalt beträgt normalerweise 5 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers.
(C-1-3) Sonstige Komponenten
Die in der magnetischen Lage in der unteren Schicht enthaltenen sonstigen Komponenten können aus den für (B-3) genannten Verbindungen bestehen. Ihr Gehalt wird ohne Beschränkungen in beliebiger geeigneter Weise gewählt, so lange dadurch der erfindungsgemäß angestrebte Erfolg nicht beeinträchtigt wird.
(C-2) Nicht-magnetische Lage
Die nicht-magnetische Lage enthält ein nicht-magnetisches Pulver. Sie enthält ferner ein Bindemittel und – erforderlichenfalls – weitere Komponenten.
(C-2-1) Nicht-magnetisches Pulver
Erfindungsgemäß können in beliebiger und geeigneter Weise die verschiedensten bekannten nicht-magnetischen Pulver verwendet werden.
Beispiele für nicht-magnetische Pulver sind Ruß, Graphit, TiO₂ _, Bariumsulfat, ZnS, MgCO₃, CaCO₃, ZnO, CaO, Wolframdisulfid, Molybdändisulfid, Bornitrid, MgO, SnO₂, SiO₂, Cr₂O₃, a-Al₂O₃, a-Fe₂O₃, a-FeOOH, SiC, Ceroxid, Korund, künstlicher Diamant, a-Eisenoxid, Granat, Silicat, Siliciumnitrid, Bornitrid, Siliciumcarbid, Molybdäncarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Titancarbid, Tripelerde, Diatomeenerde und Dolomit.
Von diesen nicht-magnetischen Pulvern werden anorganische Pulver, wie Ruß, CaCO₃, TiO₂, Bariumsulfat, a-Al₂O₃, a-Fe₂O₃, a-FeOOH und Cr₂O₃, bevorzugt.
Erfindungsgemäß kann bevorzugt ein nadelförmiges nicht-magnetisches Pulver verwendet werden. Die Verwendung eines derartigen nadelförmigen nicht-magnetischen Pulvers führt zu einer verbesserten Oberflächenglätte der nicht-magnetischen Lage und einer verbesserten Oberflächenglätte der darauf gebildeten obersten magnetischen Schicht.
Die Hauptachsenlänge des nicht-magnetischen Pulvers ist normalerweise nicht größer als 0,50, zweckmäßigerweise nicht größer als 0,40 und vorzugsweise nicht größer als 0,30 μm.
Die Nebenachsenlänge des nicht-magnetischen Pulvers ist normalerweise nicht größer als 0,10, zweckmäßigerweise nicht größer als 0,08 und vorzugsweise nicht größer als 0,06 μm.
Das Achsenverhältnis des nicht-magnetischen Pulvers ist normalerweise 2 bis 20, zweckmäßigerweise 5 bis 15 und vorzugsweise 5 bis 10. Unter dem hierin genannten Achsenverhältnis ist das Verhältnis der Hauptachsenlänge zu der Nebenachsenlänge (Hauptachsenlänge/Nebenachsenlänge) zu verstehen.
Die spezifische Oberfläche des nicht-magnetischen Pulvers beträgt normalerweise 10 bis 250, zweckmäßigerweise 20 bis 150, vorzugsweise 30 bis 100 m²/g.
Vorzugsweise wird ein nicht-magnetisches Pulver verwendet, dessen Hauptachsenlänge, Nebenachsenlänge, Achsenverhältnis und spezifische Oberfläche Werte innerhalb der angegebenen Bereiche aufweisen. Dadurch lassen sich der Oberflächenzustand der obersten magnetischen Schicht sowie die Oberflächenqualität der nicht-magnetischen Lage verbessern.
Erfindungsgemäß wurde das nicht-magnetische Pulver vorzugsweise mit einer Si-Verbindung und/oder einer Al-Verbindung oberflächenbehandelt. Bei Verwendung eines einer derartigen Oberflächenbehandlung unterworfenen nicht-magnetischen Pulvers läßt sich ein guter Oberflächenzustand der obersten magnetischen Schicht gewährleisten. In Bezug auf das nicht-magnetische Pulver beträgt der Gehalt an Si und/oder Al vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% Si und 0,1 bis 10 Gew.-% Al.
Der Gehalt der nicht-magnetischen Schicht an dem nicht-magnetischen Pulver beträgt normalerweise 50 bis 99, zweckmäßigerweise 60 bis 95, vorzugsweise 70 bis 95 Gew.-% des Gesamtgehalts an sämtlichen Komponenten der nicht-magnetischen Lage. Sofern der Gehalt an dem nicht-magnetischen Pulver innerhalb des angegebenen Bereichs liegt, lassen sich die Oberflächenbedingungen der obersten magnetischen Schicht und der nicht-magnetischen Lage verbessern.
(C-2-2) Bindemittel
Bei dem in der nicht-magnetischen Lage in der unteren Schicht enthaltenen Bindemittel kann es sich um eine für (B-2) angegebene Verbindung handeln. Sein Gehalt beträgt normalerweise 5 bis 150, vorzugsweise 10 bis 120 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile des nicht-magnetischen Pulvers.
(C-2-3) Sonstige Komponenten
Als sonstige Komponenten können in der nicht-magnetischen Lage in der unteren Schicht die für (B-3) genannten Verbindungen enthalten sein. Ihr Gehalt wird in beliebiger und geeigneter Weise ohne Beschränkung dahingehend gewählt, daß der erfindungsgemäß angestrebte Erfolg nicht beeinträchtigt wird.
(C-3) Lage mit einer Substanz hoher magnetischer Permeabilität
Die eine Substanz hoher magnetischer Permeabilität enthaltende Lage kann ferner ein Bindemittel und – erforderlichenfalls – sonstige Komponenten enthalten.
(C-3-1) Substanz hoher magnetischer Permeabilität
Die Substanz hoher magnetischer Permeabilität besitzt eine Koerzitivkraft Hc von 0 < Hc ≤ 1,0 × 10⁴ (A/m), vorzugsweise 0 < Hc ≤ 5,0 × 10³ (A/m). Sofern die Koerzitivkraft innerhalb dieses Bereichs liegt, dient die Substanz hoher magnetischer Permeabilität einer Stabilisierung des magnetisierten Bereichs in der obersten Schicht. Koerzitivkräfte, die außerhalb des angegebenen Bereichs liegen, sind unerwünscht, da die Natur des magnetischen Materials die gewünschten Eigenschaften nicht zur Geltung kommen läßt.
Erfindungsgemäß wird vorzugsweise als geeignete Substanz hoher magnetischer Permeabilität eine solche verwendet, deren Koerzitivkraft innerhalb des angegebenen Bereichs liegt. Solche Substanzen hoher magnetischer Permeabilität umfassen magnetisch weiche Metallsubstanzen und magnetisch weiche Oxidsubstanzen.
Solche magnetisch weiche Metallsubstanzen sind eine Fe-Si-Legierung, Fe-Al-Legierung (Alperm, Alfenol, Alfer), Permalloys (binäre Legierung auf Ni-Fe-Basis, Mehrfachlegierungen als Ergebnis einer Zulegierung von Mo, Cu, Cr und dgl. zu einer binären Legierung auf Ni-Fe-Basis), Sendast (Fe-Si-Al im Verhältnis 9,6 Gew.-% Si, 5,4 Gew.-% Al und zum Rest Fe) sowie eine Fe-Co-Legierung. Von diesen magnetisch weichen Metallsubstanzen wird Sendast bevorzugt. Die magnetisch weiche Metallsubstanz als Substanz hoher magnetischer Permeabilität wird durch die genannten Beispiele lediglich beschrieben, jedoch keinesfalls beschränkt. Die Substanz hoher magnetischer Permeabilität kann alleine oder in Kombination verwendet werden.
Beispiele für magnetisch weiche Oxidsubstanzen sind Ferrite vom Spinell-Typ, wie MnFe₂O₄, Fe₃O₄, CoFe₂O₄, NiFe₂O₄, MgFe₂O₄ und Li_0,5Fe_2,5O₄, Mn-Zn-Ferrit, Ni-Zn-Ferrit, Ni-Cu-Ferrit, Cu-Zn-Ferrit, Mg-Zn-Ferrit und Li-Zn-Ferrit, vorzugsweise Mn-Zn-Ferrit und Ni-Zn-Ferrit. Diese magnetisch weichen Oxidsubstanzen können alleine oder in Kombination verwendet werden.
Die Substanz hoher magnetischer Permeabilität wird vorzugsweise unter Verwendung einer Kugelmühle oder eines sonstigen Mahlwerkes zu einem feinen Pulver einer Teilchengröße von 1 bis 1000, vorzugsweise 1 bis 500 mμ vermahlen. Im Falle magnetisch weicher Metallsubstanzen erhält man ein derartiges feines Pulver auch durch Sprühen einer aufgeschmolzenen Legierung im Vakuum. Im Falle von magnetisch weichen Oxidmaterialien können diese nach Verfahren, z. B. dem Glaskristallisationsverfahren, dem Mitfällungsbrennverfahren, dem hydrothermalen Syntheseverfahren, dem Fluxverfahren, dem Alkoxidverfahren und dem Plasmastrahlverfahren, zu einem feinen Pulver vermahlen werden.
Der Gehalt an der Substanz hoher magnetischer Permeabilität in der sie enthaltenden Lage beträgt normalerweise 10 bis 100, zweckmäßigerweise 50 bis 100, vorzugsweise 60 bis 100 Gew.-%. Sofern der Gehalt der Substanz hoher magnetischer Permeabilität innerhalb dieses Bereichs liegt, ist die Magnetisierung der obersten Schicht ausreichend stabil. Gehalte an der Substanz hoher magnetischer Permeabilität unter 50 Gew.-% sind unerwünscht, da in einigen Fällen kein Effekt bezüglich der eine hohe magnetische Permeabilität aufweisenden Lage erreicht wird. Die eine Substanz hoher magnetischer Permeabilität enthaltenden Schicht kann nicht-magnetische Teilchen enthalten.
(C-3-2) Bindemittel
Das in der unteren Lage mit einer Substanz hoher magnetischer Permeabilität enthaltene Bindemittel kann aus einer für (B-2) angegebenen Verbindung bestehen. Sein Gehalt beträgt normalerweise 5 bis 30, vorzugsweise 10 bis 25 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Substanz hoher magnetischer Permeabilität.
(C-3-3) Sonstige Komponenten
Die in der unteren Lage mit einer Substanz hoher magnetischer Permeabilität enthaltenen sonstigen Komponenten können aus den für (B-3) aufgeführten Verbindungen bestehen. Ihr Gehalt wird in beliebiger und geeigneter Weise ohne Beschränkung dahingehend gewählt, daß der erfindungsgemäß angestrebte Erfolg nicht beeinträchtigt wird.
Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums
Das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium wird vorzugsweise nach dem Naß-Auf-Naß-Verfahren hergestellt. Hierbei wird die magnetische Schicht auf die noch in nassem Zustand befindliche untere Schicht aufgetragen. Bei diesem Naß-Auf-Naß-Verfahren können in geeigneter Weise die Maßnahmen zur Herstellung eines bekannten, eine mehrlagige Struktur aufweisenden Magnetaufzeichnungsmediums durchgeführt werden.
So ist es beispielsweise üblich, ein magnetisches Pulver, ein Bindemittel, ein Dispergiermittel, ein Gleitmittel, ein Schleifmittel, ein antistatisches Mittel und sonstige Zusätze sowie ein Lösungsmittel zu verkneten, um eine dichte magnetische Beschichtungsmasse zuzubereiten. Diese wird dann zu einer auf die Oberfläche des nicht-magnetischen Schichtträgers aufzutragenden magnetischen Beschichtungszusammensetzung verdünnt.
Beispiele für das Lösungsmittel sind Ketone, wie Aceton, Methylethylketon (MEK), Methylisobutyketon (MIBK) und Cyclohexanon, Alkohole, wie Methanol, Ethanol und Propanol, Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Propyl acetat, Ethyllactat und Ethylenglykolmonoacetat, Ether, wie Diethylenglykoldimethylether, 2-Ethoxyethanol, Tetrahydrofuran und Dioxan, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol, sowie halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Ethylenchlorhydrin und Dichlorbenzol.
Zum Verkneten und Dispergieren der die magnetische Schicht bildenden Komponenten kann man sich der verschiedensten Knetvorrichtungen bedienen.
Beispiele für die Knetvorrichtung sind der Doppelwalzenstuhl, der Dreifachwalzenstuhl, eine Kugelmühle, eine Pebbleühle, eine Rollkieselmühle, eine Tronmühle, eine Sandmühle, ein Sandmahlwerk, eine Sqegvari-Reibvorrichtung, eine Dispergiervorrichtung mit Hochgeschwindigkeitspropeller, eine Hochgeschwindigkeitssteinmühle, eine Hochgeschwindigkeitsschlagmühle, eine Dispergierknetvorrichtung, ein Hochgeschwindigkeitsmischer, ein Homogenisator, eine Ultraschalldispergiervorrichtung, eine offene Knetvorrichtung, eine kontinuierlich arbeitende Knetvorrichtung und eine Druckknetvorrichtung. Von diesen Knetvorrichtungen zeigen die Druckknetvorrichtung, die offene Knetvorrichtung, die kontinuierlich arbeitende Knetvorrichtung, der Doppelwalzenstuhl und der Dreifachwalzenstuhl die Fähigkeit, einen Energieverbrauch von 0,05 bis 0,5 kW pro Kilogramm magnetisches Pulver zu bieten.
Die oberste magnetische Schicht und die untere Schicht können auf ein nicht-magnetisches Pulver durch Doppelauftrag der magnetischen Beschichtungsmasse für die oberste Schicht und der Beschichtungsmasse für die untere Schicht auf einen nicht-magnetischen Schichtträger nach dem Naß-Auf-Naß-Verfahren, Hindurchleiten des Ganzen durch einen Orientierungsmagneten oder Vertikalorientierungsmagneten, Einführen in einen Trockner und Trocknen des Ganzen durch Aufblasen von Heißluft aus oberen und unteren Düsen aufgetragen werden. Danach wird der Schichtträger mit den getrockneten aufgetragenen Schichten in ein Superkalandrierwerk eingeführt. Der hierbei erhaltene Magnetfilm kann zu Bändern gewünschter Breite geschnitten werden, wobei man dann ein Magnetaufzeichnungsband für 8-mm-Videofilme erhält.
Jede Beschichtungsmasse kann Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen über einen eingebauten Mischer zugeführt werden. Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen, die mit einem Reservoir für die jeweilige Beschichtungsmasse ausgestattet sind, tragen die Beschichtungsmassen aus den einzelnen Reservoiren nach dem Naß-Auf-Naß-Verfahren auf. Hierbei wird die magnetische Beschichtungsmasse für die oberste Schicht auf die Beschichtungsmasse für die untere Schicht unmittelbar nach deren Auftrag (in noch feuchtem Zustand) aufgetragen.
Eine Extrusionsbeschichtungsvorrichtung extrudiert gemeinsam die Beschichtungsmasse für die untere Schicht 2 und die magnetische Beschichtungsmasse für die oberste Schicht 4 gemeinsam zum Auftrag einer Doppelschicht.
Beispiele für das in den genannten Beschichtungsmassen enthaltene Lösungsmittel bzw. Verdünnungsmittel bei Auftragen der Beschichtungsmassen sind Ketone, wie Aceton, Methyl-ethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol, Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Ethyllactat und Ethylenglykolmonoacetat, Ether, wie Glykoldimethylether, Glykolmonoethylether, Dioxan und Tetrahydrofuran, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol, sowie halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform und Dichlorbenzol. Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Das Magnetfeld des Orientierungsmagneten bzw. Vertikalorientierungsmagneten beträgt 20 bis 10000 Gauß. Der Trockner wird 0,1 bis 10 min bei 30 bis 120°C betrieben.
Bei dem Naß-Auf-Naß-(Auftrag)Verfahren können auch eine Kombination einer Umkehrwalze und einer Extrusionswalze, eine Kombination einer Tiefdruckwalze und einer Extrusionswalze und sonstige Kombinationen verwendet werden. Ferner können beispielsweise in Kombination auch eine Luftrakelbeschichtungsvorrichtung, eine Klingenbeschichtungsvorrichtung, eine Luftmesserbeschichtungsvorrichtung, eine Abquetschbeschichtungsvorrichtung, eine Imprägnierbeschichtungsvorrichtung, eine Transferwalzenbeschichtungsvorrichtung, eine Kissenbeschichtungsvorrichtung, eine Gießbeschichtungsvorrichtung oder Sprühbeschichtungsvorrichtung verwendet werden.
Bei mehrlagigem Auftragen nach dem Naß-Auf-Naß-Verfahren ist die Oberfläche der unteren Schicht (Grenzfläche zur obersten Schicht) glatt und die Qualität der Oberfläche der obersten Schicht gut. Die Haftung zwischen oberster und unterster Schicht ist verbessert, da die oberste magnetische Schicht aufgetragen wird, während sich die untere Schicht noch in feuchtem Zustand befindet. Dadurch wird den Anforderungen an eine hohe Ausgangsleistung und ein geringes Rauschen für eine Aufzeichnung hoher Dichte, d. h. den Anforderungsleistungen an ein Magnetband, Genüge getan. Die Haltbarkeit weist als Ergebnis einer Eliminierung eines Ablösens der Schicht und einer verbesserten Schichtfestigkeit ein ausreichendes Maß auf. Ferner bietet das Naß-Auf-Naß-(Auftrag)Verfahren die Chance verminderter Ausfälle und einer verbesserten Zuverlässigkeit.
Oberflächenglättung
Erfindungsgemäß erfolgt die Oberflächenglättung vorzugsweise durch Kalandrieren.
Dieser Oberflächenglättung können erforderlichenfalls eine Lackier- oder Klingenbehandlung folgen. Danach kann geschlitzt werden.
Zur Oberflächenglättung eingestellte Kalandrierfaktoren sind die Temperatur, der Lineardruck und C/s (Auftraggeschwindigkeit).
Erfindungsgemäß werden im Normalfall eine Temperatur von 50 bis 140°C, ein Lineardruck von 50 bis 400 kg/cm und ein C/s-Wert von 20 bis 1000 m/min bevorzugt. Eine Nichteinhaltung dieser numerischen Erfordernisse kann Schwierigkeiten oder sogar eine fehlende Möglichkeit, für einen guten Oberflächenzustand des Magnetaufzeichnungsmediums zu sorgen, zur Folge haben.
Die Dicke der derart behandelten obersten Schicht ist normalerweise nicht größer als 0,6, vorzugsweise 0,02 bis 0,6 μm. Wenn die Schichtdicke 0,6 μm übersteigt, macht eine Beeinträchtigung der elektrischen Eigenschaft die Herstellung eines die erfindungsgemäß zu lösende Aufgabe, d. h. die Einsatzmöglichkeit als digitales Aufzeichnungsmedium, lösendes Magnetaufzeichnungsmedium unmöglich.
Beispiele
Die Komponenten, Verhältnisse, Arbeitsvorgänge und sonstigen Merkmale (vgl. unten) sind variabel, so lange sie vom Geist der Erfindung nicht abweichen. ”Teil(e)” bedeutet (bedeuten) ohne Ausnahme Gewichtsteil(e).

Die Ausgangskomponenten für die magnetische Beschichtungsmasse für die oberste Schicht und die magnetische Beschichtungsmasse für die untere Schicht der folgenden Zusammensetzungen wurden unter Verwendung einer Knetvorrichtung bzw. einer Sandmühle verknetet und dispergiert, wobei eine magnetische Beschichtungsmasse für die oberste Schicht und eine magnetische Beschichtungsmasse für die untere Schicht erhalten wurden. Magnetische Beschichtungsmasse für die oberste Schicht

Ferromagnetisches Metallpulver (durchschnittliche Hauptachsenlänge: 0,15 mm; Hc = 1700 Oe; BET = 53 m²/g)	100 Teile
Vinylchloridharz mit Kaliumsulfonat (MR110, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.)	10 Teile
Polyurethan mit Natriumsulfonat (UR-8700, hergestellt von Toyobo Co., Ltd.)	10 Teile
a-Aluminiumoxid einer durchschnittlichen Korngröße von 0,15 μm	8 Teile
Stearinsäure	1 Teil
Butylstearat	1 Teil
Cyclohexanon	100 Teile
Methylethylketon	100 Teile
Toluol	100 Teile

Beschichtungsmasse A für die untere Schicht

a-Fe₂O₃ (Hauptachsenlänge: 0,10 μm; Nebenachsenlänge: 0,02 μm; Achsenverhältnis = 9; BET = 55 m²/g, oberflächenbehandelt mit Si- und Al-Verbindungen, 0,1 Gew.-% Si und 0,3 Gew.-% Al)	100 Teile
Vinylchloridharz mit Kaliumsulfonat (MR110, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.)	12 Teile
Polyurethan mit Natriumsulfonat (UR-8700, hergestellt von Toyobo Co., Ltd.)	8 Teile
a-Aluminiumoxid einer durchschnittlichen Korngröße von 0,2 μm	5 Teile
Ruß (15 nm)	10 Teile
Stearinsäure	1 Teil
Butylstearat	1 Teil
Cyclohexanon	100 Teile
Methylethylketon	100 Teile
Toluol	100 Teile

Der magnetischen Beschichtungsmasse für die oberste Schicht und der Beschichtungsmasse A für die untere Schicht wurden jeweils 5 Teile einer Polyisocyanatverbindung (Coronate L, hergestellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) zugesetzt.
Beschichtungsmasse B für die untere Schicht
Die Beschichtungsmasse B für die untere Schicht wurde entsprechend der Beschichtungsmasse A für die untere Schicht zubereitet, wobei jedoch das a-Fe₂O₃ durch Co-a-Fe₂O₃ (Hc = 650 Oe) ersetzt wurde.
Beispiele 1 bis 12 und Vergleichsbeispiele 1 bis 7
Eine ein ferromagnetisches Metallpulver enthaltende magnetische Beschichtungsmasse für die oberste Schicht und eine ein nicht-magnetisches Pulver enthaltende Beschichtungsmasse für die untere Schicht (vgl. Tabelle 1) wurden nach dem Naß-Auf-Naß-Verfahren auf einen 10-μm-dicken Polyethylenterephthtalatfilm aufgetragen. Danach wurde der Film – während die Schichten noch naß waren – einer magnetischen Orientierungsbehandlung unterworfen. Nach dem Trocknen und anschließenden Oberflächenglätten durch Kalandrieren wurde ein Magnetschichtgebilde aus einer unteren Schicht und einer obersten Schicht erhalten (vgl. Tabelle 2).

Auf die entgegengesetzte Seite (Rückseite) des Polyethylenterephthalatfilms wurde eine Beschichtungsmasse der folgenden Zusammensetzung:

Ruß (Raven 1035)	40 Teile
Bariumsulfat (durchschnittliche Teilchengröße: 300 nm)	10 Teile
Nitrocellulose	25 Teile
Polyurethanharz (N-2301, hergestellt von Nippon Polyurethane Co., Ltd.)	25 Teile
Polyisocyanatverbindung (Coronate L, hergestellt von Nippon Polyurethane Co., Ltd.)	10 Teile
Cyclohexanon	400 Teile
Methylethylketon	250 Teile
Toluol	250 Teile

aufgetragen. Nach dem Trocknen und Kalandrieren unter den angegebenen Bedingungen wurde eine 0,8 μm dicke Rückschicht erhalten. Letztlich wurde ein breites massiges Magnetband erhalten.

Das erhaltene Originalmagnetband wurde geschlitzt, um ein 8 erhalten. mm breites Magnetaufzeichnungsmedium zur Videoaufzeichnung herzustellen. Dieses Magnetaufzeichnungsmedium wurde wie folgt bewertet: Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 2.
Bewertung
Gesamtzusammensetzung
Die Mengenanteile von Fe, Co, Ni, Nd, Si, Al, Y, Pr, La und Sm in der Gesamtzusammenstellung des ferromagnetischen Metallpulvers wurden nach der Fundamentalparametermethode (im folgenden als FP-Methode bezeichnet) nach der Bestimmung der Röntgenfluoreszenzintensität der einzelnen Elemente unter Verwendung eines wellenlängendispersiven Röntgenfluoreszenzmeßgeräts (WDX) berechnet.
Die FP-Methode wird im folgenden beschrieben.
Die Röntgenfluorometrie wurde unter Verwendung des von Rigaku Denki K. K. hergestellten WDX-Systems 3080 unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:
Röntgenröhre: Rhodiumkolben
Ausgangsleistung: 50 kV, 50 mA
Spektralkristalle: LiF (für Fe, Co, Ni, Nd, Pr, Sm, La und Y), PET (für Al), RX-4 (für Si)
Absorber: 1/1 (1/10 für Fe alleine)
Schlitz: ”grob”
Filter: ”aus”
PHA: 15 bis 30 (für Al und Si), 10 bis 30 (für Fe, Co, Ni, Nd, Pr, Sm, La und Y)
Zählzeit: Peak = 40 s; Hintergrund = 40 s (gemessen an zwei Punkten rund um den Peak)
Dieses Gerät muß nicht verwendet werden, es können vielmehr verschiedene Röntgenfluorometer verwendet werden.
Als Standardproben wurden – wie folgt – acht Metallverbindungen verwendet:

Standardprobe 1 = SRM 1219, eine von Analytical Reference Materials International Company hergestellte Legierung (0,15 Gew.-% C, 042 Gew.-% Mn, 0,03 Gew.-% P, 0,55 Gew.-% Si, 0,16 Gew.-% Cu, 2,16 Gew.-% Ni, 15,64 Gew.-% Cr, 0,16 Gew.-% Mo, 0,06 Gew.-% V).
Standardprobe 2 = SRM 1250, eine von Analytical Reference Materials International Company hergestellte Legierung (37,78 Gew.-% Ni, 0,08 Gew.-% Cr, 0,01 Gew.-% Mo, 16,10 Gew.-% Co, 0,99 Gew.-% Al).
Standardprobe 3 = magnetisches Eisenoxidpulver (0,14 Gew.-% Mn, 0,15 Gew.-% P, 0,19 Gew.-% S, 0,36 Gew.-% Si, 3,19 Gew.-% Co, 1,26 Gew.-% Zn, 0,07 Gew.-% Ca, 0,02 Gew.-% Na).
Standardprobe 4 = ferromagnetisches Metallpulver (2,73 Gew.-% Nd).
Standardprobe 5 = ferromagnetisches Metallpulver (0,97 Gew.-% Sr).
Standardprobe 6 = ferromagnetisches Metallpulver (1,40 Gew.-% Ba und 0,40 Gew.-% Ca).
Standardprobe 7 = ferromagnetisches Metallpulver (2,69 Gew.-% La).
Standardprobe 8 = ferromagnetisches Metallpulver (1,98 Gew.-% Y).

Die gewichtsprozentualen Mengen der Elemente in den Standardproben 1 und 2 wurden vom Hersteller gelieferten Datenblättern entnommen. Diejenigen in den Standardproben 3 und 4 bis 8 sind mittels eines ICP-Lichtemissionsanalysegeräts ermittelte Analysenwerte. Diese Werte wurden als Elementaranalysenzusammensetzung der Standardprobe für die Berechnung nach der FP-Methode wie folgt eingegeben:
Die Berechnungen nach der FP-Methode erfolgten unter Verwendung der Fundamentalparametersoftware Version 2.1 von Technos unter folgenden Bedingungen:
Modellprobe: Masseprobe
Restkomponentenprobe: Fe
Eingabekomponente: ermittelte Röntgenstrahlenintensität (KCPS)
Analyseeinheit: Gew.-%
Der Mengenanteil eines jeden Elements (in Gew.-%) wurde relativ zum Gewicht der Fe-Atome ermittelt.
Oberflächenzusammensetzung
Die Anteilsverhältnisse Fe, Co, Ni, Nd, Pr, Sm, La, Y, Si und Al in der Oberflächenzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers wurden mittels eines XPS-Oberflächenanalysegeräts ermittelt.
Die durchgeführten Analysemaßnahmen sind im folgenden beschrieben:
Das XPS-Oberflächenanalysegerät wurde auf folgende Bedingungen eingestellt:
Röntgenstrahlanode: Mg
Auflösung: 1,5 bis 1,7 eV (definiert als Halbwertsbreite des 3d5/2-Peaks von reinem Ag)
Zum Fixieren der Probe wurden keine Klebebänder verwendet. Obwohl verschiedene Arten von XPS-Oberflächenanalysegeräten verwendet werden können, wurde im folgenden Falle das Gerät ESCALAB-200R von VG Company verwendet.
Über den im folgenden angegebenen Meßbereich wurden schmale Abtastungen durchgeführt, um die Spektren der betreffenden Elemente aufzunehmen. Das Datenaufnahmeintervall wurde auf 0,2 eV eingestellt. Die Daten wurden so lange integriert, bis die in Tabelle 3 angegebene Mindestzählrate erhalten wurde. Für das dabei erhaltene Spektrum wurde die Energielage dahingehend korrigiert, daß es einen C-Peak bei 284,6 eV zeigte.
Danach wurden zur Datenverarbeitung auf dem COMMON DATA PROCESSING SYSTEM Version 2.3 von VAMAS-SCA-Japan (im folgenden als ”VAMAS-Software” bezeichnet) die einzelnen Spektren unter Benutzung einer vom Instrumentenhersteller gelieferten Software auf einen Computer, auf dem die VAMAS-Software verfügbar war, übertragen.
Nachdem das übertragene Spektrum unter Benutzung der VAMAS-Software in Daten im VAMAS-Format umgewandelt war, wurden die Daten wie folgt verarbeitet:
Vor der quantitativen Verarbeitung wurde die Zählratenskala für jedes Element zur 5-Punkt-Glättung geeicht.
Die quantitative Verarbeitung wurde wie folgt durchgeführt: Mit der Peaklage eines jeden Elements als Zentrum wurde die Peakflächenintensität über den in Tabelle 3 angegebenen Quantifizierungsbereich ermittelt. Danach wurde unter Benutzung des in Tabelle 3 angegebenen Empfindlichkeitskoeffizienten relativ zur Anzahl von Fe-Atomen die prozentuale Atomanzahl eines jeden Elements berechnet.
Die durchschnittlichen Anteilsverhältnisse der die Oberfläche des ferromagnetischen Metallpulvers bildenden Elemente in den orientierten, getrockneten, magnetischen schichtartigen Überzügen werden mittels eines XPS-Oberflächenanalysegeräts bestimmt.
Die Analysemaßnahmen werden im folgenden beschrieben. Das XPS-Oberflächenanalysegerät wurde auf folgende Bedingungen eingestellt:
Röntgenstrahlanode: Mg
Auflösung: 1,5 bis 1,7 eV (definiert als Halbwertsbreite des 3d5/2-Peaks von reinem Ag)
Obwohl jedes XPS-Oberflächenanalysegerät ohne Beschränkung verwendet werden kann, wurde im folgenden Falle das Gerät ESCALAB-200R von VG Company verwendet.
Über den folgenden angegebenen Meßbereich wurden schmale Abtastungen durchgeführt, um die Spektren der einzelnen Elemente aufzunehmen. Das Datenaufnahmeintervall wurde auf 0,2 eV eingestellt. Die Daten wurden so lange integriert, bis die in Tabelle 3 angegebene Mindestzählrate erreicht war.

Peak Meßbereich (Bindungsenergie in eV) Mindestnachweisintensität (Zählrate)

Cls 305 bis 280 willkürlich

Fe2p3/2 730 bis 700 600000

Na(KL23L23) 280 bis 250 600000

Auger-Peak
Für das auf diese Weise erhaltene Spektrum wurde die Energielage derart korrigiert, daß es einen C-Peak bei 284,6 eV zeigte.
Danach wurden zur Datenverarbeitung auf dem COMMON DATA PROCESSING SYSTEM Version 2.3 von VAMAS-SCA-Japan (im folgenden als ”VAMAS-Software” bezeichnet) die einzelnen Spektren unter Benutzung einer vom Instrumentenhersteller gelieferten Software auf einen Computer, auf dem die VAMAS-Software verfügbar war, übertragen.
Nachdem das übertragene Spektrum unter Benutzung der VAMAS-Software in Daten im VAMAS-Format umgewandelt war, wurden die Daten wie folgt verarbeitet:
Vor der quantitativen Verarbeitung wurde die Zählratenskala für jedes Element zur 5-Punkt-Glättung geeicht.

Mit der Peaklage eines jeden Elements als Zentrum wurde die Peakflächenintensität (cps·eV) über den in Tabelle 3 angegebenen Quantifizierungsbereich ermittelt. Danach wurde unter Verwendung der im folgenden angegebenen Empfindlichkeitskoeffizienten relativ zur Anzahl von Fe-Atomen die prozentuale Atomanzahl eines jeden Elements berechnet.

Element	Peaklage (B.E.: eV)	Meßbereich (B.E.: eV)	Empfindlichkeitskoeffizient
Fe	nahe 719,8	5 eV auf der hohen B.E.-Seite, 7 eV auf der niedrigen B.E.-Seite	10,54
Na	nahe 264,0	Minimalwert nahe 2 eV auf der hohen B.E.-Seite, 6 eV auf der niedrigen B.E.-Seite	7,99

Für die anderen als die angegebenen Elemente wurden folgenden Bedingungen eingehalten:

Element	Meßbereich	Mindestzählrate	Quantifizierungsbereich (Wert ab Peak)	Empfindlichkeitskoeffizient
	(B.E.)	(Tausend)	Hohe	Niedrige
			B.E.	B.E.
Nd	244 bis 224	50	6 eV	6 eV	2,71
Y	172 bis 152	100	6 eV	5 eV	6,240
La	854 bis 830	1000	9 eV	6 eV	26,490
Si	165 bis 145	60	5 eV	6 eV	0,885
Al	88 bis 68	50	4 eV	4 eV	0,57
Ca	366 bis 342	100	10 eV	5 eV	5,130
Ba	808 bis 790	1000	5 eV	5 eV	17,040
Sr	150 bis 130	300	5 eV	4 eV	5,290

Probenherstellung
Vor den Messungen wurde das Aufzeichnungsmedium (Magnetband) vorbehandelt.
Das Harzbindemittel wurde aus dem Magnetband durch kalte Plasmaveraschung entfernt, um die Magnetteilchen freizulegen. Die Bedingungen hierbei waren derart, daß das Harzbindemittel verascht wurde, während die Magnetteilchen intakt blieben. So wurde die Vorbehandlung beispielsweise unter Verwendung des folgenden Geräts und unter Einhaltung der folgenden Bedingungen durchgeführt. Danach wurden die durchschnittlichen Anteilsverhältnisse der die Oberfläche des orientierten ferromagnetischen Metallpulvers bildenden Elemente bestimmt.
Gerät: PL-850X, hergestellt von Meiwa Shoji
Durchlassenergie: 100 W
Reflektierte Energie: 5 W
Vakuumgrad: 10 Pa
Injiziertes Gas: Luft
Verweildauer: 1 min
Elektrische Eigenschaften (dB), RF-Ausgangsleistung, CN-Verhältnis
Unter Verwendung der von Sony Corporation hergestellten 8-mm-Videokamera CCDV-900 wurde die RF-Ausgangsleistung (dB) bei 7 MHz und 9 MHz bestimmt. Der Unterschied (dB) zwischen der Ausgangsleistung bei 7 MHz und derjenigen bei 6 MHz wurde als CN-Verhältnis berechnet.
Laufdauer
Die Haltbarkeit bei wiederholtem Lauf wurde in 100 Zyklen während eines Laufs bei einer Temperatur von 40°C und 80% relativer Luftfeuchtigkeit und ferner bei einer Temperatur von 0°C und 20% relativer Luftfeuchtigkeit getestet. Die Bewertung erfolgte nach folgenden Kriterien:

A:: keine Probleme
B:: Defekte auf der Rückseite
C:: das Band läuft, der D/O-Wert übersteigt jedoch oftmals 50
D:: das Band läuft, die Verminderung der elektrischen Leistung beträgt 2 dB oder mehr
E:: der Lauf wird unterbrochen

Bandmagnetismusverlust (%)
Nachdem die Bandprobe 1 Woche lang bei einer Temperatur von 60°C und 90% relativer Luftfeuchtigkeit liegengelassen worden war, wurde der Bandmagnetismusverlust auf der Basis der Band-Sättigungsmagnetdichte B unter Benutzung der folgenden Gleichung berechnet. (B1 vor der Exposition – B2 nach der Exposition)/(B1 vor der Exposition) × 100 (%)
Oberflächenrauheit nach Mehrlagenbeschichtung
Die Oberfläche wurde nach einer Mehrlagenbeschichtung unter einem Lichtmikroskop auf die Oberflächenrauheit hin untersucht. Der Grad der Oberflächenrauheit wurde wie folgt bewertet:

A:: Die Oberflächenrauheit entspricht derjenigen, die nach dem Auftragen der Beschichtungsmasse für die oberste Schicht alleine erreicht wurde;
B:: glatter als die Oberfläche, die nach dem Auftragen der Beschichtungsmasse für die oberste Schicht alleine erreicht wurde;
C:: rauher als die Oberfläche, die nach dem Auftragen der Beschichtungsmasse für die oberste Schicht alleine entstanden ist.

Element	Meßbereich (B.E.)	Mindestzählrate (Tausend)	Quantifizierungsbereich (Wert ab Peak)	Empfindlichkeitskoeffizient
Fe	725 bis 700	1,000	+ 7 eV bis –6 eV	10,54
Co	800 bis 770	1,000	+ 12 eV bis –8 eV	12,2
Ni	875 bis 845	300	+ 15 eV bis –6 eV	13,92
Nd	244 bis 220	50	+ 6 eV bis –6 eV	2,71
Y	172 bis 152	100	+ 6 eV bis –5 eV	6,240
La	854 bis 830	1000	+ 9 eV bis –6 eV	26,490
Si	165 bis 145	60	+ 5 eV bis –6 eV	0,855
Al	88 bis 68	50	+ 4 eV bis –4 eV	0,57
Ca	366 bis 342	100	+ 10 eV bis –5 eV	5,130
Ba	808 bis 790	1000	+ 5 eV bis –5 eV	17,040
Sr	150 bis 130	300	+ 5 eV bis –4 eV	5,290
Na	1088 bis 1068	1500	+ 4 eV bis –5 eV	7,990

(*) in Tabelle 4

A:: Nadelförmiges Eisenoxid
B:: Eisenoxid mit adsorbiertem Co
C:: Kugeliges Eisenoxid
D:: Nadelförmiges Titanoxid
E:: Kugeliges Titanoxid

Die vorliegende Erfindung sorgt für ein Magnetaufzeichnungsmedium hervorragender elektrischer Eigenschaften im kurzwelligen Band und ausgezeichneter Laufeigenschaften, das sich zur digitalen Datenaufzeichnung eignet.

Claims

Magnetaufzeichnungsmedium mit einem nichtmagnetischen Schichtträger und einer obersten Schicht, wobei die oberste Schicht (1) ein ferromagnetisches Metallpulver mit Fe, Al und einem Seltenerdmetall, ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, und (2) ein Bindemittel mit einem polaren Rest umfasst, wobei das Anteilverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome und 1 bis 8 Gewichtsteile Seltenerdmetallatome pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome beträgt und das Anteilverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome und 0,5 bis 30 Anzahlteile Seltenerdmetallatome pro 100 Anzahlteile Fe-Atome beträgt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei das ferromagnetische Pulver des Magnetaufzeichnungsmediums ferner Na oder Ca enthält und das Anteilverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 1 bis 8 Gewichtsteile Seltenerdmetallatome, nicht mehr als 0,1 Gewichtsteile Na-Atome und 0,1 bis 2 Gewichtsteile Ca-Atome pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome beträgt und das Anteilverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome, 0,5 bis 30 Anzahlteile Seltenerdmetallatome, 2 bis 30 Anzahlteile Na-Atome und 5 bis 30 Anzahlteile Ca-Atome pro 100 Anzahlteile Fe-Atome beträgt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, wobei das ferromagnetische Pulver ferner Co, Ni oder Si enthält und das Anteilverhältnis in der Gesamtzusammensetzung des ferromagnetischen Metallpulvers 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 2 bis 20 Gewichtsteile Co-Atome, 2 bis 20 Gewichtsteile Ni-Atome, 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 0,3 bis 5 Gewichtsteile Si-Atome, 1 bis 8 Gewichtsteile Seltenerdmetallatome, nicht mehr als 0,1 Gewichtsteile Na-Atome und 0,1 bis 2 Gewichtsteile Ca-Atome pro 100 Gewichtsteile Fe-Atome beträgt und das Anteilverhältnis in der Oberflächenzusammensetzung nicht mehr als 0,1 Anzahlteile Co-Atome, nicht mehr als 0,1 Anzahlteile Ni-Atome, 70 bis 200 Anzahlteile Al-Atome, 20 bis 130 Anzahlteile Si-Atome, 0,5 bis 30 Anzahlteile Seltenerdmetallatome, 2 bis 30 Anzahlteile Na-Atome und 5 bis 30 Anzahlteile Ca-Atome pro 100 Anzahlteile Fe-Atome beträgt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei das Magnetaufzeichnungsmedium eine oder mehrere untere Schichten zwischen dem nichtmagnetischen Schichtträger und der obersten magnetischen Schicht umfasst.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, wobei die Dicke der obersten magnetischen Schicht 0,02 bis 0,6 μm beträgt und die Dicke der unteren Schicht 0,2 bis 2,0 μm beträgt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, wobei die untere Schicht eine nichtmagnetische Schicht mit einem nadelförmigen nichtmagnetischen Pulver aufweist.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei die oberste magnetische Schicht 0,02 bis 0,6 μm dick ist und sich zwischen der obersten magnetischen Schicht und dem nichtmagnetischen Schichtträger eine untere Schicht einer Dicke von 0,2 bis 2,0 μm befindet, welche (1) aus einer nichtmagnetischen Schicht mit einem nichtmagnetischen Pulver von Nadelform besteht oder (2) eine nichtmagnetische Schicht mit einem nichtmagnetischen Pulver von Nadelform einschließt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei das Bindemittel aus einem Vinylchloridharz, Polyurethan oder Polyester besteht.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, wobei der polare Rest aus der Gruppe -SO₃M, -OSO₃M, -COOM und -PO(OM₁)₂ sowie der Sulfobetaingruppe ausgewählt ist, M für ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall, wie Natrium, Kalium oder Lithium, steht und M₁ für ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetall, wie Natrium, Kalium oder Lithium, und eine Alkylgruppe steht.