GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Magnetaufzeichnungsmedium, insbesondere ein Magnetaufzeichnungsmedium mit
niedrigem Rauschen und der Fähigkeit, im
Hochfrequenzbereich eine hohe Ausgangswiedergabe gewährleisten zu können.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Als Maßnahme zur Verminderung des Rauschens bei der
Wiedergabe gibt es bereits eine Reihe von Vorschlägen, die dahin
gehen, die Magnetaufzeichnungsschichtkomponenten durch
Verwendung ultrafeiner magnetischer Pulver zu glätten (vgl.
japanische Patent-OPI-Veröffentlichung Nr. 206020/1990
u. dgl.). Im allgemeinen kann es jedoch bei Verwendung
eines feinen magnetischen Pulvers zu einem Verbacken kommen.
Dadurch verschlechtert sich die Dispergierbarkeit des
magnetischen Pulvers unter Beeinträchtigung der
elektromagnetischen Wandlereigenschaften.
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Um ein Magnetaufzeichnungsmedium mit verbesserten
elektromagnetischen Wandlereigenschaften bereitstellen zu können,
wurden doppellagige Magnetaufzeichnungsmedien mit einem
nichtmagnetischen Schichtträger mit einer darauf
vorgesehenen oberen Schicht mit einem magnetischen Pulver und einer
unteren Schicht mit einem nichtmagnetischen Pulver
vorgeschlagen (vgl. japanische Patent-OPI-Veröffentlichungen
Nr. 187418/1988, 191315/1988, 19524/1989 u. dgl.). Bei
Anwendung (dieser Vorschläge) auf digitale
Aufzeichnungsmedien, die hervorragende Magnetaufzeichnungseigenschaften im
Hochfrequenzbereich erfordern, führen diese jedoch nicht zu
Magnetaufzeichnungsmedien mit angemessenen Eigenschaften.
Der Grund für diese ungünstigen Ergebnisse ist, daß die
Magnetaufzeichnungsmedien gemäß obigen Vorschlägen nicht zur
Verwendung als digitale Aufzeichnungsmedien vorgesehen
sind. Folglich besitzen die Magnetaufzeichnungsmedien gemäß
obigen Vorschlägen trotz ihrer doppellagigen Struktur eine
relativ dicke obere Schicht. Dies hat zur Folge, daß der
Ausgangs(leistungs)verlust infolge der Schichtdicke und ihr
Selbstentmagnetisierungsverlust größer werden. Dies
erschwert die Gewährleistung elektromagnetischer
Wandlungseigenschaften und von Lauf- bzw. Betriebshaltbarkeit, wie sie
für digitale Aufzeichnungsmedien erforderlich sind.
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Folglich dürfte eine Lösung des geschilderten Problems
darin bestehen, die magnetische Schicht dünner und glatter zu
machen. Wird jedoch auf einer nichtmagnetischen Schicht
eine dünne magnetische Schicht gebildet, neigt diese obere
magnetische Schicht dazu, aufgrund ihrer geringen Dicke
eine rauhe Oberfläche aufzuweisen. Dadurch kann keine
angemessene Wiedergabeleistung im Hochfrequenzbereich erreicht
werden. Wenn als magnetisches Pulver zur Verbesserung der
Eigenschaften im Hochfrequenzbereich lediglich ein
hexagonales, magnetisches Bariumferritpulver verwendet wird,
verschlechtern sich die Eigenschaften im niedrigen
Frequenzbereich und die Überspieleigenschaften.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung des
erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums;
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Fig. 2 ist eine die Oberflächenrauheit RZ(10) erläuternde
Darstellung;
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Fig. 3 ist eine den Naß-auf-Naß-Doppellagenauftrag einer
magnetischen Schicht erläuternde Darstellung, und
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Fig. 4(a), 4(b) und 4(c) sind Querschnittsdarstellungen
von Beispielen für Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums mit folgenden
Merkmalen:
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(1) hohe Aufzeichnungsdichte und hohe Wiedergabe- bzw.
Abspielleistung im Hochfrequenzbereich;
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(2) geringes Rauschen und
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(3) hohe Lauf- bzw. Betriebshaltbarkeit.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Magnetaufzeichnungsmedium,
umfassend einen nichtmagnetischen Schichtträger mit - in
der angegebenen Reihenfolge - darauf vorgesehener
nichtmagnetischer Schicht mit einem nichtmagnetischen Pulver und
einer magnetischen Schicht mit einem Fe und Al umfassenden
ferromagnetischen Metallpulver, wobei jede Schicht ein
Bin
demittel enthält, die durch Röntgenmessung bestimmte
Kristallitgröße des magnetischen Pulvers 3 bis 12 nm (30 bis
120 Å) beträgt und die Trockendicke der magnetischen
Schicht zwischen 0,01 und weniger als 0,5 um liegt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
enthält das ferromagnetische Metallpulver Fe, Al und ein oder
mehrere Seltenerdelement(e), ausgewählt aus der Gruppe Sm,
Nd, Y und Pr, wobei die Koerzitivkraft des
Magnetaufzeichnungsmediums nicht weniger als 2000 Oe beträgt.
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Erfindungsgemäß wird durch Einhaltung einer Kristallitgröße
des magnetischen Pulvers von nicht mehr als 12 nm (120 Å)
das Rauschen vermindert. Die Einarbeitung von
Seltenerdelementen verbessert die Dispergierqualität und das Verlaufen
eines magnetischen Überzugs, wodurch die Oberfläche der
magnetischen Schicht glatt gemacht werden kann.
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Indem man bei der doppellagig ausgebildeten
Schichtkomponente die Trockendicke der oberen magnetischen Schicht auf
einem Wert unter 0,5 um hält, kann man die Ausgangsleistung
im Hochfrequenzbereich verbessern. Die Ausbildung einer
unteren nichtmagnetischen Schicht vermindert den
Ausgangs(leistungs)verlust infolge der Schichtdicke. Als
zusätzlicher Effekt der doppellagigen Struktur wird die
Oberflächenglätte der Schichtkomponente deutlich verbessert.
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Darüber hinaus wird durch Verwendung eines metallischen
magnetischen Pulvers anstelle eines magnetischen
Eisenoxidpulvers als magnetisches Pulver die Koerzitivkraft unter
Verbesserung der elektromagnetischen Eigenschaften erhöht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im folgenden wird das erfindungsgemäße
Magnetaufzeichnungsmedium detailliert beschrieben.
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1 Oe = 79,6 A · m&supmin;¹
Aufbau des Magnetaufzeichnungsmediums
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Das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium umfaßt:
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(A) einen nichtmagnetischen Schichtträger,
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(B) eine obere magnetische Schicht mit einem Fe und Al
umfassenden ferromagnetischen Metallpulver und
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(C) mindestens eine zwischen dem nichtmagnetischen
Schichtträger und der magnetischen Schicht als untere
Schicht vorgesehene nichtmagnetische Schicht.
(A) Nichtmagnetischer Schichtträger
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Für den nichtmagnetischen Schichtträger geeignete
Werkstoffe sind beispielsweise Polyester, wie
Polyethylenterephthalat und Polyethylen-2,6-naphthalat; Polyolefine, wie
Polypropylen; Cellulosederivate, wie Cellulosetriacetat und
Cellulosediacetat, und sonstige Kunststoffe, wie Polyamide,
Aramidharze und Polycarbonate.
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Der Form des nichtmagnetischen Schichtträgers sind keine
speziellen Grenzen gesetzt. Typische Beispiele hierfür sind
Bänder, Filme, Karten, Scheiben oder Platten und Trommeln.
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Der Dicke des nichtmagnetischen Schichtträgers sind keine
speziellen Grenzen gesetzt. In Film- oder Folienform
besitzt der Schichtträger üblicherweise eine Schichtdicke von
2 bis 100, vorzugsweise von 3 bis 50 um. In Form eines
platten- oder scheibenförmigen oder aber kartenförmigen
Schichtträgers beträgt die Schichtdicke 30 um bis 10 mm. Im
Falle eines trommelförmigen Schichtträgers wird die Dicke
in geeigneter Weise gewählt, um zu der benutzten
Aufzeichnungsvorrichtung zu passen.
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Der nichtmagnetische Schichtträger kann ein- oder mehrlagig
ausgebildet sein. Weiterhin kann der nichtmagnetische
Schichtträger zuvor einer Oberflächenbehandlung, z. B.
einer Coronaentladung, unterworfen werden.
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Zur Verbesserung der Lauf- bzw. Betriebseigenschaften und
zur Verhinderung einer statischen Aufladung sowie
Übertragung von Magnetaufzeichnungsmedien wird vorzugsweise auf
einer Seite des nichtmagnetischen Schichtträgers (der
Rückseite), auf der keine magnetische Schicht gebildet ist,
eine Rückschicht vorgesehen. Ferner kann zwischen der
magnetischen Schicht und dem nichtmagnetischen Schichtträger ein
schichtartiger Vorstrich vorgesehen sein.
(B) Obere magnetische Schicht
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Diese magnetische Schicht enthält ein ferromagnetisches
Metallpulver einer durch Röntgenbestimmung ermittelten
Kristallitgröße von 3 bis 12 nm (30 bis 120 Å) Genauer gesagt
beträgt die Kristallitgröße 3 bis 12 nm (30 bis 120 Å),
zweckmäßigerweise 4 bis 12 nm (40 bis 120 Å), vorzugsweise
6 bis 12 nm (60 bis 120 Å). Wenn die Kristallitgröße
innerhalb dieses Bereichs liegt, erreicht man eine akzeptable
Aufzeichnung. Die Verwendung eines ferromagnetischen
Metallpulvers einer Kristallitgröße unter 3 nm (30 Å) kann
dazu führen, daß ein magnetisches Pulver paramagnetisch
wird, was zu Fehlern bei der Magnetaufzeichnung führt.
Darüber hinaus kann die magnetische Schicht
erforderlichenfalls ein Bindemittel oder sonstige Komponenten enthalten.
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Die Trockendicke der oberen magnetischen Schicht beträgt
0,01 bis weniger als 0,5, vorzugsweise 0,02 bis 0,3 um.
Eine Trockendicke unter 0,01 um macht die Aufzeichnung
unangemessen und führt oftmals zu einer schlechten
Wiedergabeleistung. Andererseits kann auch eine Schichtdicke über
0,5 um wegen ihrer Größe die Wiedergabeleistung
verschlechtern. Die Koerzitivkraft Hc des Magnetaufzeichnungsmediums
beträgt im Hinblick auf eine akzeptable Aufzeichnung
zweckmäßigerweise 2000 bis 5000, insbesondere 2000 bis 3000 Oe.
(B-1) Magnetisches Pulver
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält
die die obere Schicht bildende magnetische Schicht ein
später beschriebenes spezielles ferromagnetisches Metallpulver
als wesentliches magnetisches Pulver. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung enthält das ferromagnetische
Pulver als Elementkomponenten Fe, Al und ein oder mehrere
Seltenerdelement(e), ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y
und Pr.
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Bei dem erfindungsgemäß benutzten ferromagnetischen
Metallpulver beträgt der bestehende Anteil an Fe, Al und einem
oder mehreren Seltenerdelement(en), ausgewählt aus der
Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, in der Gesamtzusammensetzung pro
100 Gewichtsteile Fe-Atome vorzugsweise 2 bis 10
Gewichtsteile Al-Atome und 1 bis 8 Gewichtsteil(e) eines oder
mehrerer Seltenerdelemente, ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd,
Y und Pr. Der bestehende Anteil an Fe, Al und einem oder
mehreren Seltenerdelement(en), ausgewählt aus der Gruppe
Sm, Nd, Y und Pr, an der Magnetschichtoberfläche beträgt
pro 100 Fe-Atome vorzugsweise 70 bis 200 (zahlenmäßig)
Al-Atome und 0,5 bis 30 (zahlenmäßig) Atome eines oder
mehrerer Seltenerdelements (Seltenerdelemente), ausgewählt aus
der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr.
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Vorzugsweise enthält das ferromagnetische Metallpulver als
Elementkomponenten zusätzlich Na und Ca. Der bestehende
Anteil an Fe, Al, einem oder mehreren Seltenerdelement(en),
ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, sowie Na und Ca
in der Gesamtzusammensetzung beträgt pro 100 Gewichtsteile
Fe-Atome 2 bis 10 Gewichtsteile Al-Atome, 1 bis 8
Gewichtsteil(e) Atome eines oder mehrerer Seltenerdelements
(Seltenerdelemente), ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und
Pr, 0,1 Gewichtsteil oder weniger Na-Atome und 0,1 bis
2 Gewichtsteil(e) Ca-Atome; der bestehende Anteil an Fe,
Al, einem oder mehreren Seltenerdelement(en), ausgewählt
aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, sowie Na und Ca an der
Magnetschichtoberfläche beträgt pro 100 Fe-Atome 70 bis 200
(zahlenmäßig) Al-Atome, 0,5 bis 30 (zahlenmäßig) Atome
eines oder mehrerer Seltenerdelements (Seltenerdelemente),
ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, 2 bis 30
(zahlenmäßig) Na-Atome und 5 bis 30 (zahlenmäßig) Ca-Atome.
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Insbesondere enthält das ferromagnetische Metallpulver noch
Co, Ni und Si als Elementkomponenten. Der bestehende Anteil
an Fe, Co, Ni, Al, Si, einem oder mehreren
Seltenerdele
ment(en), ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, sowie
Na und Ca in der Gesamtzusammensetzung beträgt pro 100
Gewichtsteile Fe-Atome 2 bis 20 Gewichtsteile eines Co-Atoms,
2 bis 20 Gewichtsteile eines Ni-Atoms, 2 bis 10
Gewichtsteile eines Al-Atoms, 0,3 bis 5 Gewichtsteil(e) eines
Si-Atoms, 1 bis 8 Gewichtsteil(e) an Atomen eines oder
mehrerer Seltenerdelements (Seltenerdelemente), ausgewählt aus
der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, 0,1 Gewichtsteil oder weniger
eines Na-Atoms und 0,1 bis 2 Gewichtsteil(e) eines
Ca-Atoms; der bestehende Anteil an Fe, Co, Ni, Al, Si,
einem oder mehreren Seltenerdelement(en), ausgewählt aus der
Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, sowie Na und Ca an der
Magnetschichtoberfläche beträgt pro 100 Fe-Atome 0,1 oder weniger
(zahlenmäßig) Co-Atome, 0,1 oder weniger (zahlenmäßig)
Ni-Atome, 70 bis 200 (zahlenmäßig) Al-Atome, 20 bis 130
(zahlenmäßig) Si-Atome, 0,5 bis 30 (zahlenmäßig) Atome
eines oder mehrerer Seltenerdelements (Seltenerdelemente),
ausgewählt aus der Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, 2 bis 30
(zahlenmäßig) Na-Atome und 5 bis 30 (zahlenmäßig) Ca-Atome.
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Bei Verwendung ferromagnetischer Metallpulver, bei welchen
der bestehende Anteil an Fe, Co, Ni, Al, Si, einem oder
mehreren Seltenerdelement(en), ausgewählt aus der Gruppe
Sm, Nd, Y und Pr, sowie Na und Ca in der
Gesamtzusammensetzung sowie der bestehende Anteil an Fe, Co, Ni, Al, Si,
einem oder mehreren Seltenerdelement(en), ausgewählt aus der
Gruppe Sm, Nd, Y und Pr, sowie Na und Ca an der
Magnetschichtoberfläche innerhalb der angegebenen Bereiche
liegen, lassen sich eine hohe Koerzitivkraft (Hc) von 1700 Oe
oder mehr, eine hohe Sättigungsmagnetisierung (σs) von
120 emu/g oder mehr und eine hohe Dispergierbarkeit
erreichen und dadurch günstige Ergebnisse erzielen.
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Die Menge an zugesetztem ferromagnetischem Metallpulver
beträgt - bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt in der
Schicht - üblicherweise 60 bis 95, zweckmäßigerweise 70 bis
90 und vorzugsweise 75 bis 85 Gew.-%.
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Die magnetische Schicht kann ferner auch noch andere
magnetische Pulver, z. B. ferromagnetische Eisenoxidpulver
einschließlich solcher der Formel FeOx (1,33 < x < 1,5) oder
Co-FeO&sub2; (1,33 < x < 1,5); ferromagnetische Metallpulver
einschließlich von Metallpulvern vom Eisentyp mit Fe als
Hauptkomponente, insbesondere ferromagnetische Metallpulver
vom Fe-Al-Typ, und hexagonale tafelförmige Pulver
enthalten.
(B-2) Bindemittel
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Typische in der magnetischen Schicht verwendete Bindemittel
sind beispielsweise Polyurethane, Polyester und Harze vom
Vinylchloridtyp, z. B. Vinylchlorid-Copolymere.
Vorzugsweise besitzen diese Harze eine wiederkehrende Einheit mit
mindestens einer polaren Gruppe, ausgewählt aus -SO&sub3;M,
-OSO&sub3;M, -COOM, -PO(OM¹)&sub2; und einer Sulfobetaingruppe.
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In den genannten polaren Gruppen stehen M für ein
Wasserstoffatom oder ein Alkalimetallatom, wie Na, K oder Li, und
M¹ für ein Wasserstoffatom, ein Alkalimetallatom, wie Na, K
oder Li, oder eine Alkylgruppe.
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Die genannten polaren Gruppen besitzen die Funktion, die
Dispergierbarkeit eines magnetischen Pulvers zu erhöhen.
Ihr Anteil in dem Harz beträgt 0,1 bis 8,0, vorzugsweise
0,2 bis 6,0 Mol-%. Wenn ihr Anteil unter 0,1 Mol-% liegt,
verschlechtert sich die Dispergierbarkeit des magnetischen
Pulvers. Wenn andererseits ihr Anteil über 8,0 Mol-% liegt,
besteht die Gefahr, daß der magnetische Überzug geliert.
Das massegemittelte Molekulargewicht der genannten Harze
liegt vorzugsweise im Bereich von 15000 bis 50000.
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Pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers
werden die Bindemittel in einer Menge von üblicherweise 8
bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsteilen eingesetzt.
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Die Bindemittel können alleine oder in Kombination aus zwei
oder mehreren Arten verwendet werden. Bei gemeinsamer
Verwendung beträgt das Gewichtsverhältnis Polyurethan und/oder
Polyester/Harz vom Vinylchloridtyp üblicherweise 90/10 bis
10/90, vorzugsweise 70/30 bis 30/70.
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Die erfindungsgemäß benutzten und eine polare Gruppe
enthaltenden Harze vom Vinylchloridtyp lassen sich
beispielsweise durch Additionsreaktion zwischen einem
hydroxylgruppenhaltigen Copolymer, z. B. einem
Vinylchlorid/Vinylalkohol-Copolymer, und einer der folgenden Verbindungen mit
einer Art der genannten polaren Gruppen und Chloratomen
synthetisieren.
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Techniken zur Einführung einer polaren Gruppe in ein Harz
vom Vinylchloridtyp werden beispielsweise in den
japanischen Patent-OPI-Veröffentlichungen 44227/1982,
108052/1983, 8127/1984, 101161/1985, 235814/1985,
238306/1985, 238371/1985, 121923/1987, 146432/1987 und
146433/1987 beschrieben. Dieser Techniken kann man sich bei
Ausführung der Erfindung bedienen.
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Die erfindungsgemäß benutzten Polyester lassen sich durch
Umsetzen eines Polyols mit einer mehrbasischen Säure
herstellen.
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Weiterhin können die Polyester mit einer polaren Gruppe
auch nach bekannten Verfahren synthetisiert werden.
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Die Polyurethane erhält man durch Umsetzen eines Polyols
mit einem Polyisocyanat.
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Als derartige Polyole werden im allgemeinen durch Umsetzen
eines Polyols mit einer mehrbasischen Säure hergestellte
Polyesterpolyole verwendet.
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Folglich lassen sich polare Gruppen enthaltende
Polyurethane unter Verwendung eines eine polare Gruppe enthaltenden
Polyesterpolyols als Ausgangsmaterial synthetisieren.
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Techniken zur Einführung einer polaren Gruppe in ein
Polyurethan finden sich beispielsweise in der geprüften
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 41565/1983 sowie in den
japanischen Patent-OPI-Veröffentlichungen Nr. 92422/1982,
92423/1982, 8127/1984, 5423/1984, 5424/1984 und
121923/1987. Dieser Techniken kann man sich auch
erfindungsgemäß bedienen.
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Erfindungsgemäß können die folgenden Harze in 50 Gew.-% der
gesamten Bindemittelmenge nicht übersteigenden Mengen als
Bindemittel mitverwendet werden.
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Bevorzugte Harze sind solche eines massegemittelten
Moleku
largewichts von 10000 bis 200000. Beispiele hierfür sind
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere,
Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymere,
Butadien/Acrylnitril-Copolymere, Polyamidharze,
Polyvinylbutyrale, Cellulosederivate einschließlich Nitrocellulose,
Styrol/Butadien-Copolymere, Phenolharze, Epoxyharze,
Harnstoffharze, Melaminharze, Phenoxyharze, Siliconharze,
Acrylharze, Harnstoff/Formamid-Harze und die
verschiedensten Harze vom Typ synthetischer Kautschuk.
(B-3) Sonstige Bestandteile
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Bei der Ausführung der Erfindung kann die magnetische
Schicht als sonstige Bestandteile Zusätze, z. B.
Schleifmittel, Gleitmittel, Härtungsmittel, die Haltbarkeit
verbessernde Mittel, Dispergiermittel, antistatische Mittel
und leitfähige feine Pulver, enthalten, um die Qualität der
magnetischen Schicht zu verbessern.
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Als derartige Schleifmittel kommen die aus der japanischen
Patent-OPI-Veröffentlichung Nr. 214218/1992 bekannten
Substanzen in Frage.
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Die durchschnittliche Teilchengröße der Schleifmittel
beträgt üblicherweise 0,05 bis 0,6, zweckmäßigerweise 0,05
bis 0,5 und vorzugsweise 0,05 bis 0,3 um.
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Der Gehalt an den Schleifmitteln in der magnetischen
Schicht beträgt üblicherweise 3 bis 20, zweckmäßigerweise 5
bis 15 und vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsteile.
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Geeignete Gleitmittel sind Fettsäuren und/oder
Fettsäure
ester. Die Zusatzmenge der Fettsäure beträgt, bezogen auf
das magnetische Pulver, zweckmäßigerweise 0,2 bis 10,
vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%. Wenn die Zusatzmenge unter
0,2 Gew.-% liegt, verschlechtern sich die
Laufeigenschaften. Wenn die Zusatzmenge über 10 Gew.-% liegt, besteht die
Gefahr, daß die Fettsäuren auf der Oberfläche der
magnetischen Schicht ausbluten und dadurch einen Leistungsabfall
bedingen.
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In ähnlicher Weise beträgt die Zusatzmenge an den
Fettsäureestern, bezogen auf das magnetische Pulver,
zweckmäßigerweise 0,2 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%. Eine
Zusatzmenge unter 0,2 Gew.-% führt zu einer Verschlechterung
der Haltbarkeit im Stillzustand. Eine Zusatzmenge über
Gew.-% führt dazu, daß die Fettsäureester zur Oberfläche
der magnetischen Schicht wandern und die Ausgangsleistung
verschlechtern.
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Werden zur Stärkung der Gleiteigenschaften gemeinsam eine
Fettsäure und ein Fettsäureester verwendet, beträgt das
Gewichtsverhältnis Fettsäure/Fettsäureester vorzugsweise
10/90 bis 90/10.
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Als Fettsäure eignet sich entweder eine einbasische Säure
oder eine zweibasische Säure. Bevorzugt sind solche mit 6
bis 30, insbesondere 12 bis 22 Kohlenstoffatomen.
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Typische Beispiele für die Fettsäuren finden sich in der
japanischen Patent-OPI-Veröffentlichung Nr. 214218/1992.
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Typische Beispiele für die Fettsäureester finden sich in
der japanischen Patent-OPI-Veröffentlichung
Nr. 214218/1992.
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Neben den genannten Fettsäuren und Fettsäureestern können
auch als solche als Gleitmittel bekannte Werkstoffe
verwendet werden. Beispiele hierfür sind Siliconöle,
Fluorkohlenstoffe, Fettsäureamide und α-Olefinoxide.
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Geeignete Beispiele für die Härtungsmittel sind
Polyisocyanate einschließlich aromatischer Polyisocyanate, z. B.
Addukte von Tolylendiisocyanat (TDI) und aktiven Wasserstoff
enthaltenden Verbindungen, und aliphatischer
Polyisocyanate, z. B. Addukte von Hexamethylendiisocyanat (HMDI) und
aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen. Das
massegemittelte Molekulargewicht dieser Polyisocyanate beträgt
vorzugsweise 100 bis 3000.
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Beispiele für die Dispergiermittel sind die aus der
japanischen Patent-OPI-Veröffentlichung Nr. 214218/1992 bekannten
Verbindungen. Üblicherweise werden diese Dispergiermittel
in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-% des magnetischen
Pulvers eingesetzt.
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Beispiele für die antistatischen Mittel sind die aus der
japanischen Patent-OPI-Veröffentlichung Nr. 214218/1992
bekannten Verbindungen. Diese antistatischen Mittel werden
üblicherweise in einer Menge von 0,01 bis 40 Gew.-% des
Bindemittels zugesetzt.
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Ferner können bei der Ausführung der Erfindung feine
leitfähige Pulver als antistatische Mittel verwendet werden.
Geeignete Beispiele sind Ruß, Graphit, Zinnoxid,
Silberpulver, Silberoxid, Silbernitrat, organische
Silberverbindun
gen, Metallpulver, wie Kupferpulver, Zinkoxid, Bariumsulfat
und durch Beschichten von Pigmenten, z. B. Metalloxiden
einschließlich Titanoxid, mit einem leitfähigen Werkstoff,
z. B. Zinnoxid oder einer festen Lösung von Antimon und
Zinnoxid, hergestellte Pulver.
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Die durchschnittliche Teilchengröße der feinen leitfähigen
Pulver beträgt 5 bis 700, vorzugsweise 5 bis 200 nm.
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Die Menge an verwendeten feinen leitfähigen Pulvern beträgt
pro 100 Gewichtsteile des magnetischen Pulvers 1 bis 20,
vorzugsweise 2 bis 7 Gewichtsteil(e).
(C) Nichtmagnetische Schicht
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Die nichtmagnetische Schicht umfaßt mindestens eine Lage
und ist zwischen einem nichtmagnetischen Schichtträger und
einer magnetischen Schicht als einzelne Lage oder Mehrzahl
von Lagen ausgebildet.
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Die nichtmagnetische Schicht kann aus einer einzigen Lage
oder einer Kombination aus zwei oder mehreren Lagen
bestehen, d. h. die nichtmagnetische Schicht kann aus einer
nichtmagnetischen Schicht mit einem nichtmagnetischen
Pulver (C-1), einer Schicht mit einem eine hohe magnetische
Permeabilität aufweisenden Werkstoff (C-2) oder einer
Kombination hiervon (C-3) bestehen. Erfindungsgemäß wird eine
nichtmagnetische Schicht (C-1) bevorzugt. Besonders
bevorzugt wird eine nichtmagnetische Schicht mit einem
nadelartigen nichtmagnetischen Pulver.
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Die Dicke der nichtmagnetischen Schicht beträgt 0,2 bis
2,0, vorzugsweise 0,5 bis 2,5 um. Wenn die Dicke 2,0 um
übersteigt, steigt auch die Oberflächenrauheit der oberen
Schicht nach dem doppellagigen Auftrag unter
Beeinträchtigung der elektromagnetischen Wandlereigenschaften. Wenn
andererseits die Dicke 0,2 um unterschreitet, erreicht man
beim Kalandrieren keine gute Glätte. Dies führt dazu, daß
die elektromagnetischen Wandlereigenschaften unzureichend
werden und die Ausbildung der nichtmagnetischen Schicht
unter der magnetischen Schicht nicht mehr die ihr zukommende
Bedeutung erhält.
(C-1) Nichtmagnetische Schicht
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Diese nichtmagnetische Schicht enthält ein
nichtmagnetisches Pulver und erforderlichenfalls ein Bindemittel und
sonstige Bestandteile.
(C-1-1) Nichtmagnetisches Pulver
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Erfindungsgemäß können in geeigneter Weise die
verschiedensten bekannten nichtmagnetischen Pulver verwendet werden.
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Geeignete nichtmagnetische Pulver sind beispielsweise Ruß,
Graphit, TiO&sub2;, Bariumsulfat, ZnS, MgCO&sub2;, CaCO&sub3;, ZnO, CaO,
Wolframdisulfid, Molybdändisulfid, Bornitrid, MgO, SnO&sub2;,
SiO&sub2;, Cr&sub2;O&sub3;, α-Al&sub2;O&sub3;, α-Fe&sub2;O&sub3;, α-FeOOH, SiC, Ceroxid, Korund,
künstlicher Diamant, α-Eisenoxid, Granat, Quarzgestein,
Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Molybdäncarbid, Borcarbid,
Wolframcarbid, Titancarbid, Tripoli, Diatomeenerde, Dolomit
u. dgl.
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Bevorzugt unter diesen sind anorganische Pulver, wie Ruß,
CaCO&sub3;, TiO&sub2;, Bariumsulfat, α-Al&sub2;O&sub3;, α-Fe&sub2;O&sub3;, α-FeOOH und
Cr&sub2;O&sub3;.
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Erfindungsgemäß können in vorteilhafter Weise nadelartige
nichtmagnetische Pulver verwendet werden. Durch die
Verwendung nadelartiger nichtmagnetischer Pulver lassen sich die
Oberflächenglätte der nichtmagnetischen Schicht und -
demzufolge - auch die Oberflächenglätte der darauf
aufkaschierten obersten magnetischen Schicht verbessern.
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Die Hauptachsenlänge der nichtmagnetischen Pulverteilchen
beträgt üblicherweise nicht mehr als 0,50,
zweckmäßigerweise nicht mehr als 0,40 und vorzugsweise nicht mehr als
0,30 um.
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Die Nebenachsenlänge der nichtmagnetischen Pulverteilchen
beträgt üblicherweise nicht mehr als 0,10,
zweckmäßigerweise nicht mehr als 0,08 und vorzugsweise nicht mehr als
0,06 um.
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Das Achsenverhältnis der nichtmagnetischen Pulverteilchen
beträgt üblicherweise 2 bis 20, zweckmäßigerweise 5 bis 15
und vorzugsweise 5 bis 10. Der hierin verwendete Ausdruck
"Achsenverhältnis" bedeutet das Verhältnis der
Hauptachsenlänge zu der Nebenachsenlänge
(Hauptachsenlänge/Nebenachsenlänge).
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Die spezifische Oberfläche des nichtmagnetischen Pulvers
beträgt üblicherweise 10 bis 250, zweckmäßigerweise 20 bis
150, vorzugsweise 30 bis 100 m²/g.
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Das Oberflächenprofil der nichtmagnetischen Schicht und
auch das Oberflächenprofil der obersten magnetischen
Schicht lassen sich durch Verwenden eines nichtmagnetischen
Pulvers, umfassend Teilchen einer Hauptachsenlänge, einer
Nebenachsenlänge, eines Achsenverhältnisses und einer
spezifischen Oberfläche innerhalb der angegebenen Bereiche
verbessern.
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Bei der Ausführung der Erfindung wird das nichtmagnetische
Pulver vorzugsweise mit einer Si-Verbindung und/oder einer
Al-Verbindung oberflächenbehandelt. Durch die Verwendung
eines derartigen oberflächenbehandelten nichtmagnetischen
Pulvers läßt sich das Oberflächenprofil der die oberste
Schicht bildenden magnetischen Schicht verbessern. Der
Gehalt an Si beträgt vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% des
nichtmagnetischen Pulvers. Der Gehalt an Al beträgt
(ebenfalls) vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% des nichtmagnetischen
Pulvers.
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Der Gehalt an dem nichtmagnetischen Pulver in der
nichtmagnetischen Schicht beträgt üblicherweise 50 bis 99,
zweckmäßigerweise 60 bis 95 und vorzugsweise 70 bis 95 Gew.-%
sämtlicher die nichtmagnetische Schicht bildender
Komponenten. Wenn man den Gehalt innerhalb des angegebenen Bereichs
hält, lassen sich das Oberflächenprofil in der die oberste
Schicht bildenden magnetischen Schicht und auch das
Oberflächenprofil in der nichtmagnetischen Schicht
zufriedenstellend gestalten.
(C-1-2) Bindemittel
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Als Bindemittel in der nichtmagnetischen Schicht können die
im vorhergehenden Paragraphen (B-2) aufgeführten Harze in
einer Menge von 5 bis 150, vorzugsweise 10 bis
120 Gewichtsteilen verwendet werden.
(C-1-3) Sonstige Bestandteile
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Als sonstige Bestandteile in der nichtmagnetischen Schicht
können die im vorhergehenden Paragraphen (B-3) aufgeführten
Verbindungen verwendet werden. Der Zusatzmenge sind keine
speziellen Grenzen gesetzt, solange dadurch der
erfindungsgemäß angestrebte Erfolg nicht beeinträchtigt wird. Sie
läßt sich je nach dem speziellen Erfordernis in geeigneter
Weise wählen.
(C-2) Schicht mit einem Werkstoff hoher magnetischer
Permeabilität
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Die Schicht mit einem Werkstoff hoher magnetischer
Permeabilität enthält erforderlichenfalls ein Bindemittel und
sonstige Bestandteile.
(C-2-1) Werkstoff hoher magnetischer Permeabilität
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Geeignete Werkstoffe hoher magnetischer Permeabilität sind
solche, deren Koerzitivkraft (Hc) im Bereich von
0 < Hc ≤ 1,0 · 10&supmin;&sup4; (A/m), vorzugsweise
0 < Hc ≤ 5,0 · 10&supmin;³ (A/m) liegt. Indem man die
Koerzitivkraft innerhalb dieses Bereichs hält, kann der Werkstoff
hoher magnetischer Permeabilität seine Funktion, die
Magne
tisierung der magnetischen Schicht zu stabilisieren,
erfüllen. Wenn die Koerzitivkraft den angegebenen Bereich
übersteigt, können sich Eigenschaften eines magnetischen
Materials entwickeln, was dazu führt, daß man die gewünschten
Kennwerte nicht erreichen kann.
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Bei der Ausführung der Erfindung können Werkstoffe hoher
magnetischer Permeabilität in geeigneter Weise aus solchen,
deren Koerzitivkraft innerhalb des angegebenen Bereichs
liegt, ausgewählt werden. Solche Werkstoffe hoher
magnetischer Permeabilität sind beispielsweise metallische,
magnetisch weiche Werkstoffe und magnetisch weiche
Oxidwerkstoffe.
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Beispiele für die metallischen magnetisch weichen
Werkstoffe sind Fe-Si-Legierungen, Fe-Al-Legierungen (Alperm,
Alfenol, Alfer), Permalloy-Werkstoffe (binäre Legierungen vom
Ni-Fe-Typ und Mehrkomponentenlegierungen, die man durch
Einarbeiten von Mo, Cu, Cr in diese erhält) und Sendust
(Fe-Si-Al, Zusammensetzung: 9,6 Gew.-% Si, 5,4 Gew.-% Al
und zum Rest Fe). Von diesen wird Sendust bevorzugt. Die
verwendbaren metallischen magnetisch weichen Werkstoffe
sind jedoch nicht auf die angegebenen beschränkt. Vielmehr
können auch andere metallische magnetisch weiche Werkstoffe
verwendet werden. Diese Werkstoffe hoher magnetischer
Permeabilität können entweder alleine oder gemeinsam verwendet
werden.
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Beispiele für magnetisch weiche Oxidwerkstoffe sind Ferrite
vom Spinelltyp, wie MnFe&sub2;O&sub4;, Fe&sub3;O&sub4;, CoFe&sub2;O&sub9;, NiFe&sub2;O&sub4;, MgFe&sub2;O&sub4;,
Li0,5Fe2,5O&sub4;, Ferrite vom Mn-Zn-Typ, Ferrite vom Ni-Zn-Typ,
Ferrite vom Ni-Cu-Typ, Ferrite vom Cu-Zn-Typ, Ferrite vom
Mg-Zn-Typ und Ferrite vom Li-Zn-Typ. Von diesen werden
Ferrite vom Mn-Zn-Typ und Ferrite vom Ni-Zn-Typ bevorzugt.
Diese magnetisch weichen Oxidwerkstoffe können alleine oder
in Kombination aus mehreren Arten eingesetzt werden.
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Diese Werkstoffe hoher magnetischer Permeabilität werden
mit einer Kugelmühle oder einer sonstigen
Pulverisiervorrichtung zu einem feinen Pulver einer Teilchengröße im
Bereich von 1 bis 1000, vorzugsweise 1 bis 500 um
pulverisiert. Zur Herstellung eines derartigen feinen Pulvers wird
bei Verwendung eines metallischen magnetisch weichen
Werkstoffs eine erschmolzene Legierung in eine Vakuumatmosphäre
versprüht. Magnetisch weiche Oxidwerkstoffe können mit
Hilfe der Glaskristallisationsmethode, Co-Fällbrennmethode,
hydrothermalen Synthesemethode, Fluxmethode, Alkoxidmethode
und der Plasmastrahlmethode fein pulverisiert werden.
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In der einen Werkstoff hoher magnetischer Permeabilität
enthaltenden Schicht beträgt der Gehalt an dem Werkstoff
hoher magnetischer Permeabilität 10 bis 100,
zweckmäßigerweise 50 bis 100, vorzugsweise 60 bis 100 Gew.-%. Wenn der
Anteil an dem Werkstoff hoher magnetischer Permeabilität
innerhalb des angegebenen Bereichs liegt, wird die
Magnetisierung der äußersten Schicht wirksam stabilisiert. Bei
Verwendung dieses Werkstoffs in einer Menge unter 50 Gew.-%
läßt sich die Wirkung als Schicht hoher magnetischer
Permeabilität nur schwierig erreichen.
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Die einen Werkstoff hoher magnetischer Permeabilität
enthaltende Schicht kann ferner nichtmagnetische Teilchen
enthalten.
(C-2-2) Bindemittel
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Als Bindemittel in der nichtmagnetischen Schicht mit einem
Werkstoff hoher magnetischer Permeabilität können die im
Paragraphen (B-3) genannten Harze pro 100 Gewichtsteile des
Werkstoffs hoher magnetischer Permeabilität in einer Menge
von üblicherweise 5 bis 30 und vorzugsweise 10 bis 25
Gewichtsteilen verwendet werden.
(C-2-3) Sonstige Bestandteile
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Als sonstige Bestandteile in der Schicht mit einem
Werkstoff hoher magnetischer Permeabilität kommen die im
Paragraphen (B-3) genannten Verbindungen in Frage. Deren
Zusatzmenge unterliegt keinen speziellen Beschränkungen,
solange dadurch der erfindungsgemäß angestrebte Erfolg nicht
beeinträchtigt wird. Sie kann je nach dem speziellen
Erfordernis in geeigneter Weise gewählt werden.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Beispiel eines
erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums des zuvor beschriebenen
Aufbaus mit einem Schichtträger 1, einer nichtmagnetischen
Schicht 2, einer obersten magnetischen Schicht 3 und einer
Rückschicht 4.
Herstellung des Magnetaufzeichnungsmediums
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Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen
Magnetaufzeichnungsmediums wird die magnetische Schicht vorzugsweise nach
der sogenannten Naß-auf-Naß-Methode auf die noch feuchte
untere Schicht aufgetragen. Diese
Naß-auf-Naß-Beschichtungsmethode kann in geeigneter Weise aus üblichen
Auftrag
verfahren zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsmedien
doppellagiger Struktur ausgewählt werden.
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Bei einem allgemeinen Herstellungsverfahren wird
beispielsweise zunächst ein magnetisches Beschichtungskonzentrat
durch Verkneten eines Gemischs aus einem magnetischen
Pulver, einem Bindemittel, einem Dispergiermittel, einem
Gleitmittel, einem Schleifmittel, einem antistatischen
Mittel u. dgl. und einem Lösungsmittel zubereitet. Nach
Zubereitung einer magnetischen Beschichtungsmasse durch
Verdünnen des magnetischen Beschichtungskonzentrats wird die
magnetische Beschichtungsmasse auf die Oberfläche eines
nichtmagnetischen Schichtträgers aufgetragen.
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Als Lösungsmittel bei den genannten Maßnahmen eignen sich
beispielsweise die aus der japanischen
Patent-OPI-Veröffentlichung Nr. 214218/1992 bekannten Lösungsmittel.
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Zum Verkneten und Dispergieren der magnetischen
Schichtkomponenten eignen sich die verschiedensten Knet- und
Dispergiervorrichtungen.
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Solche Knet- und Dispergiervorrichtungen sind
beispielsweise in der japanischen Patent-OPI-Veröffentlichung
Nr. 214218/1992 beschrieben. Von diesen Knet- und
Dispergiervorrichtungen sind solche mit der Fähigkeit, für eine
Energieverbrauchslast von 0,05 bis 0,5 kW (pro kg
magnetisches Pulver) zu sorgen, Druckknetvorrichtungen, offene
Knetvorrichtungen, kontinuierliche Knetvorrichtungen,
Doppelwalzenstühle und Dreifachwalzenstühle.
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Die Fig. 3 veranschaulicht eine typische Methode zum
Auf
tragen einer oberen magnetischen Schicht und einer unteren
Schicht auf einen nichtmagnetischen Schichtträger. Hierbei
werden nach dem Naß-auf-Naß-Modus doppellagig eine
Beschichtungsmasse für eine obere Schicht und eine
Beschichtungsmasse für eine untere Schicht mit Hilfe von
Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen 10 und 11 auf einen mittels
einer Zufuhrwalze 32 zugeführten nichtmagnetischen
Schichtträger 1 aufgetragen. Danach wird der beschichtete
Schichtträger durch einen Orientierungsmagneten oder durch einen
Senkrechtorientierungsmagneten 33 laufen lassen und in eine
Trocknungsvorrichtung 34 eingeführt. Dort wird er mit aus
oben und unten angeordneten Düsen ausgeblasener Heißluft
getrocknet. Danach wird der Schichtträger 1 mit den
getrockneten Schichten einem Kalandrierwalzen 38 umfassenden
Superkalander 37 zugeführt, dort kalandriert und auf eine
Aufwickelwalze 39 aufgewickelt. Der erhaltene Magnetfilm
wird zu Bändern gewünschter Breite, z. B. zu 8 mm breiten
Magnetaufzeichnungsvideobändern, zurechtgeschnitten.
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Bei dem geschilderten Verfahren können die
Beschichtungsmassen in die Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen 10 und 11
durch nicht dargestellte, in der Linie angeordnete Mischer
zugeführt werden. In der Figur zeichnet der Pfeil D die
Förderrichtung des nichtmagnetischen Schichtträgers. Die
Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen 10 und 11 sind mit
Reservoiren 13 und 14 ausgestattet, so daß die
Beschichtungsmassen aus den beiden Beschichtungsvorrichtungen im
9 Naß-auf-Naß-Modus aufgetragen werden können. Dies bedeutet,
daß unmittelbar nach dem Auftrag der Beschichtungsmasse für
die untere Schicht (die noch naß oder feucht ist) die
Beschichtungsmasse für die obere Schicht auf diese
aufgetragen wird.
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Als Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen für einen
doppellagigen Auftrag können neben den in Fig. 4(a) dargestellten
beiden Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen auch die in
Fig. 4(b) und 4(c) dargestellten
Extrusionsbeschichtungsvorrichtungen verwendet werden. Von diesen wird bei der
Ausführung der Erfindung die
Extrusionsbeschichtungsvorrichtung gemäß Fig. 4(c) bevorzugt. Bei Verwendung dieser
Extrusionsbeschichtungsvorrichtung werden durch gemeinsames
Extrudieren und Beschichten doppellagig eine
Beschichtungsmasse für eine untere Schicht und eine Beschichtungsmasse
für eine obere Schicht appliziert.
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Als Lösungsmittel in den genannten Beschichtungsmassen oder
Verdünnungslösungsmittel beim Auftragen der
Beschichtungsmassen eignen sich die aus der japanischen
Patent-OPI-Veröffentlichung Nr. 214218/1992 bekannten Lösungsmittel.
Diese Lösungsmittel können alleine oder in Kombination aus
zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
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Das durch den genannten Orientierungsmagneten oder
Vertikalorientierungsmagneten hervorgerufene Magnetfeld beträgt
etwa 20 bis etwa 5000 Gauss. Die Trocknungstemperatur im
Trockner beträgt etwa 30 bis etwa 120ºC. Die
Trocknungsdauer beträgt etwa 0,1 bis etwa 10 min.
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Bei Durchführung des Naß-auf-Naß-Auftrags kann man sich
einer Kombination einer Extrusionsbeschichtungsvorrichtung
mit einer Umkehrwalze oder einer Kombination einer
Extrusionsbeschichtungsvorrichtung mit einer Tiefdruckwalze
bedienen. Ferner kann die Extrusionsbeschichtungsvorrichtung mit
einer Luftmesserbeschichtungsvorrichtung, einer
Klingenbe
schichtungsvorrichtung, einer
Luftrakelbeschichtungsvorrichtung, einer Abquetschbeschichtungsvorrichtung, einer
Tauchbeschichtungsvorrichtung, einer
Übertragungswalzenbeschichtungsvorrichtung, einer
Kissenbeschichtungsvorrichtung, einer Gießbeschichtungsvorrichtung oder einer
Sprühbeschichtungsvorrichtung kombiniert werden.
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Bei diesem nach dem Naß-auf-Naß-Modus durchgeführten
Doppellagenauftrag wird die obere Schicht aufgetragen, während
die darunter liegende Schicht noch naß oder feucht ist.
Deshalb wird die Oberfläche der unteren Schicht
(Grenzfläche zur obersten Schicht) glatt. Dadurch kann das
Oberflächenprofil der oberen Schicht verbessert und darüber hinaus
die Haftung zwischen oberer und unterer Schicht verstärkt
werden. Als Ergebnis lassen sich die Erfordernisse für
Magnetbänder, nämlich hohe Ausgangsleistungen und ein
niedriges Rauschen, wie sie für eine Aufzeichnung hoher Dichte
erforderlich sind, erfüllen. Da ferner eine Entlaminierung
behindert und die Beschichtungsfestigkeit verbessert wird,
ist eine hohe Haltbarkeit garantiert. Weitere Vorteile der
Naß-auf-Naß-Doppellagenbeschichtung sind eine Verringerung
von Ausfällen und eine dadurch erreichte höhere
Zuverlässigkeit.
Oberflächenglättung
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
zur Oberflächenglättung kalandriert.
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Nach dem Kalandrieren wird erforderlichenfalls lackiert
oder mit einer Klinge abgezogen und dann geschlitzt.
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Die Oberflächenglätte beeinflussende Kalandrierbedingungen
sind die Temperatur, der Lineardruck, die
Beschichtungsgeschwindigkeit u. dgl.
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Bei der Ausführung der Erfindung wird die Oberflächenglätte
der magnetischen Schicht RZ(10) innerhalb eines Bereichs von
zweckmäßigerweise 10 bis 18, vorzugsweise 12 bis 15 nm
gesteuert.
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Die erfindungsgemäße Oberflächenrauheit RZ(10) erhält man,
wenn ein Magnetaufzeichnungsmedium senkrecht in
Längsrichtung X über eine gegebene Länge innerhalb des Bereichs von
±2 mm (in Fig. 3 durch R dargestellt) ausgehend vom
Mittelpunkt P in Querrichtung W (vergleiche Fig. 3) geschnitten
wird, als Wert des Unterschieds bezüglich der Höhe d
zwischen der durch den zehnthöchsten Peak verlaufenden Geraden
l&sub1; und der durch den zehntniedrigsten Bodenwert
verlaufenden Geraden l&sub2; von den zur Durchschnittsrichtung der
Querschnittskurve des Querschnitts parallel laufenden Geraden.
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Die Messungen der Oberflächenrauheit RZ(10) erfolgen unter
Verwendung eines Rauheitsmeßgeräts Talystep (hergestellt
von Rank Taylor Hobson Co.) unter den Meßbedingungen:
Taster: 2,5 · 0,1 um, Tasterdruck: 2 mg; Sperrfilter: 0,3 Hz,
Meßgeschwindigkeit: 2,5 um/s und Schnittlänge: 0,5 mm. Bei
den Messungen werden Unregelmäßigkeiten von 0,002 um oder
weniger auf der Rauheitskurve vernachlässigt.
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Um die Oberflächenrauheit RZ(10) unter 20 nm zu halten,
d. h. um das Oberflächenprofil der magnetischen Schicht zu
steuern, werden bei dem geschilderten Herstellungsverfahren
beispielsweise die Kalandrierbedingungen gesteuert. In
an
deren Worten gesagt, hängen die Ergebnisse der
Oberflächenglättung in hohem Maß von den Kalandrierbedingungen, z. B.
der Temperatur, dem Lineardruck und der
Beschichtungsgeschwindigkeit ab. Andere Faktoren, die das
Oberflächenprofil beeinflussen, sind die Knetbedingungen und die
Oberflächenbehandlung des magnetischen Pulvers sowie die Größe und
Menge der der magnetischen Schicht zugesetzten Teilchen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt
das Kalandrieren bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis
140ºC, einem Lineardruck von 50 bis 1000 kg/cm und einem
Liniengeschwindigkeitsbereich von 20 bis 1000 m/min. Werden
diese Erfordernisse nicht erfüllt, ist es schwierig oder
gelegentlich unmöglich, ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium akzeptablen Oberflächenprofils herzustellen.
Bestimmung der Eigenschaften eines magnetischen
Metallpulvers
Gesamtzusammensetzung
-
Der bestehende Anteil der Elemente Fe, Co, Ni, Nd, Si und
Al in der Gesamtzusammensetzung eines ferromagnetischen
Metallpulvers wird durch Messen der
Röntgenfluoreszenzintensitäten der in einer Probe enthaltenen einzelnen Elemente
mit einem wellenlängendispersiven
Fluoreszenzröntgenspektrometer und anschließendes Berechnen nach der
Elementarparametermethode bestimmt.
Oberflächenzusammensetzung
-
Der bestehende Anteil der Elemente Fe, Co, Ni, Nd, Si und
Al in der Oberflächenzusammensetzung eines
ferromagnetischen Metallpulvers wird mit Hilfe eines
XPS-Oberflächenanalysegeräts gemessen.
Kristallitgröße
-
Die Kristallitgröße wird aus einer integrierten Breite der
Fe-(110)-Röntgenbeugungslinie nach der Sherrer-Methode
unter Verwendung von Si-Pulver als Standard bestimmt.
BEISPIELE
-
Die Komponenten und Wirkungen der Erfindung werden bei den
folgenden Beispielen detailliert beschrieben.
-
Zuerst sind die Eigenschaften erfindungsgemäßer
magnetischer Schichten dargestellt.
Tabelle 1
-
Die im folgenden angegebenen Komponenten, Verhältnisse und
Maßnahmen können innerhalb der nicht vom Umfang der
Erfindung abweichenden Grenzen variiert werden. In den folgenden
Beispielen und Vergleichsbeispielen stehen sämtliche
Angaben in "Teile" für "Gewichtsteile".
-
Durch Verkneten und Dispergieren der folgenden
Zusammensetzungen mit einer Knetvorrichtung und einer Sandmühle wurden
magnetische und nichtmagnetische Beschichtungsmassen
zubereitet. Die Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften des jeweils
verwendeten ferromagnetischen Metallpulvers vom Fe-Al-Typ.
Tabelle 2
-
1 Oe = 79,6 A · m&supmin;¹
Beschichtungsmasse für die magnetische Schicht
-
Ferromagnetisches Metallpulver
vom Fe-Al-Typ (vgl. Tabelle 2) 100 Teile
-
Eine Kaliumsulfonatgruppe enthaltendes Harz vom Vinylchloridtyp (MR-110,
hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.) 10 Teile
-
Eine Natriumsulfonatgruppe enthaltendes Polyurethanharz (UR-8700,
hergestellt von Toyobo Co., Ltd.) 10 Teile
-
α-Aluminiumoxid (durchschnittliche Teilchengröße: 0,15 um) 8 Teile
-
Stearinsäure 1 Teil
-
Butylstearat 1 Teil
-
Cyclohexanon 100 Teile
-
Methylethylketon 100 Teile
-
Toluol 100 Teile
Beschichtungsmasse für die nichtmagnetische Schicht
-
α-Fe&sub2;O&sub3; (Hauptachsenlänge: 0,25 um) 100 Teile
-
Eine Kaliumsulfonatgruppe enthaltendes Harz vom Vinylchloridtyp (MR-110,
hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.) 12 Teile
-
Eine Natriumsulfonatgruppe enthaltendes Polyurethanharz (UR-8700,
hergestellt von Toyobo Co., Ltd.) 8 Teile
-
α-Aluminiumoxid (durchschnittliche Teilchengröße: 0,2 um) 5 Teile
-
Ruß (durchschnittliche Teilchengröße: 15 nm) 10 Teile
-
Stearinsäure 1 Teil
-
Butylstearat 1 Teil
-
Cyclohexanon 100 Teile
-
Methylethylketon 100 Teile
-
Toluol 100 Teile
-
Zu jeder der erhaltenen Beschichtungsmassen für die
magnetische Schicht und die nichtmagnetische Schicht wurden
5 Teile einer Polyisocyanatverbindung (Coronate L,
hergestellt von Nippon Polyurethane Ind. Co., Ltd.) zugegeben.
Beispiele 1 bis 10 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
-
Die Beschichtungsmasse für die magnetische Schicht, die das
ferromagnetische Metallpulver enthielt, und die
Beschichtungsmasse für die nichtmagnetische Schicht, die das
nichtmagnetische Pulver enthielt, wurden nach der
Naß-auf-Naß-Methode auf einen 10 um dicken
Polyethylenterephthalatfilm aufgetragen. Der beschichtete Film wurde
in noch nassem bzw. feuchtem Zustand einer magnetischen
Orientierung unterworfen, getrocknet und kalandriert, um
die Schichtkomponenten mit den in Tabelle 1 angeführten
Eigenschaften herzustellen.
-
Danach wurde auf die der magnetischen Schicht
entgegengesetzte Seite des Polyethylenterephthalatfilms eine
Beschichtungsmasse der folgenden Zusammensetzung:
-
Ruß (RABEN 1035) 40 Teile
-
Bariumsulfat (durchschnittliche Teilchengröße: 300 nm) 10 Teile
-
Nitrocellulose 25 Teile
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Polyurethanharz (N-2301, hergestellt
von Nippon Polyurethane Ind. Co., Ltd.) 25 Teile
-
Polyisocyanatverbindung (Coronate L, hergestellt von
Nippon Polyurethane Ind. Co., Ltd.) 10 Teile
-
Cyclohexanon 400 Teile
-
Methylethylketon 250 Teile
-
Toluol 250 Teile
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aufgetragen.
-
Nach dem Trocknen wurde unter den genannten
Kalandrierbedingungen kalandriert, um eine 0,8 um dicke Rückschicht
auszubilden. Auf diese Weise wurde ein breites
Rohmagnetband erhalten.
-
Das erhaltene Magnetband wurde zu einem
Magnetaufzeichnungsvideoband geschlitzt. Das C/N-Verhältnis des
erhaltenen Magnetaufzeichnungsmediums wurde wie folgt bewertet.
Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 1.
C/N-Verhältnis elektrischer Eigenschaften (dB)
-
Unter Verwendung einer 8-mm-Videokamera CCDV-900 (Sony Co.,
Ltd.) wurde das C/N-Verhältnis bei 7 MHz durch Messen des
Unterschieds in der Ausgangsleistung (dB) zwischen 7 MHz
und 6 MHz, das C/N-Verhältnis bei 9 MHz durch Messen des
Unterschieds in der Ausgangsleistung (dB) zwischen 9 MHz
und 8 MHz gemessen.