DE2801452C2

DE2801452C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2801452C2
Application number: DE2801452A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. 8021 Hohenschäftlarn Kober; Burkhard Dr. 8000 München Nippe; Bernhard Dr. 8023 Pullach Seidel
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Emtec Magnetics GmbH
Priority date: 1978-01-13
Filing date: 1978-01-13
Publication date: 1985-03-28
Also published as: NL7812381A; GB2015376A; JPH0247009B2; GB2015376B; FR2414782A1; DE2801452A1; FR2414782B1; IT7947587A0; BE872709A; US4323621A; IT1114313B; JPS5498202A; CA1137297A

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Mehrschichtige Magnetogrammträger sind mehrfach in neuerer Zeit beschrieben worden.
In den ersten Patentschriften wurden, wie z. B. in US-PS 26 13 130 oder in DE-PS 12 85 005 zur Verbesserung der Wiedergabe hoher Fre^uenzei, in der äußersten Schicht Pigmente mit hoher Koerzitivkraft eingesetzt, während die Koerzitivkraft in der unteren Schicht niedriger ist oder wenn es mehrere sind, nach unten hin progressiv abnimmt. Nach der DE-AS 12 79 08^l- werden die Pigmente in der Unterschicht parallel zum Träger ausgerichtet, während in den oberen Schichten eine Vorzugsrichtung im wesentlichen senkrecht dazu gegeben wird. Nach DE-AS 22 08 792 wird zur Verbesserung des Frequenzganges die Koerzitivkraft der äußeren Schicht in Abhängigkeit zur Schichtdicke gewählt. In Winckel »Technik der Magnetspeicher« wird auf S. 395 bereits darauf verwiesen, daß bei einem Verhältnis der Wellenlänge zur Schichtdicke S 2 die wirksame Schichtdicke unabhängig von der Schichtdicke wird, d. h. bei hohen Frequenzen die gesamte Aufzcichnungsqualität nur von einem Oberflächenbereich bestimmt wird. DE-OS 24 34 940 beschreibt einen Magnetogrammträger mit 2 Schichten unterschiedlicher Koerzitivkraft und Sättigungs-Restflußdichte, um auch im mittleren Frequenzbereich eine flache frequenzunabhängige Empfindlichkeitskurve zu haben. Zur Erreichung dieses Zieles werden in der Oberschicht CrO₂ und in der Unterschicht y Fc₂Oi mit entsprechenden elektroakustischer) Eigenschaften eingesetzt.

Um bei Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten mit einheitlich genormter Arbeitspunkteinstellung, speziell für CrO₂, ebenfalls im mittleren Hörfrequenzbereich keine Verschlechterung der Empfindlichkeit zu erhalten, werden Chromdioxide mit verschiedenen spezifischen Oberflächen eingesetzt. All den vorgenannten Bandtypen ist gemeinsam, daß ihre optimalen Eigenschaften nur genutzt werden können, wenn Tonbandgeräte zur Verfügung stehen mit entsprechend angepaßter Einstellung für Vormagnetisierung und Entzerrung. So beträgt die Zeitkonstante für den Bandflußverlauf von CrO₂-Bändern nur 70 μβ, was gleichzeitig die Absenkung des Rauschpegels um ca. 3 dB gegenüber Eisenoxideinstellung (120 μ*) bedeutet. Doppelschichtbänder vom Typ CrO₂/ Fe₂O₁ werden mit beiden Zeitkonstanten wiedergabeseitig entzerrt, wenn auch die folgerichtige Entzerrung 90 as wäre. Da der größte Teil der Tonbandgeräte keine Einstellmöglichkeit für die verschiedenen Arbeitspunkte und Entzerrungen besitzt, können die verbesserten iTcqucnzcharaktcristiken der Doppelschichtbän- der nur unvollkommen bei Aufnahme und Wiedergabe zum Tragen kommen. In DE-OS 26 15 961 und 26 64 794 sind Mehrschichtbänder, die, hinsichtlich Vormagnetisierung und Entzerrung dem Low-Noise-Band sehr nahe kommen und für Bandgeräte ohne Einstellungsmöglichkcil für Vormagnetisierung und Entzerrung geeignet sind, beschrieben. Dazu werden Eisenoxidpigmente mit unterschiedlicher Porendichte und Koerzitivkraft in den einzelnen Schichten angewandt. Das Aufzeichnungsmaterial hat einen linearen Frequenzgang und kann zur Aufnahme und Wiedergabe über den ganzen Frequen/bereich eingesetzt werden. Nach wie vor ist es aber schwierig, über den ganzen Frequenzbereich, vor allem aber bei den niederen Frequenzen, eine verbesserte Dynamik zu erreichen, wenn die Kompatibilität zu einschichtigen Bändern unter Beibehaltung der dafür festgesetzten Wiedergabeentzerrung von 120 us gewahrt werden soll.
Es bestand daher die Aufgabe, ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial der im Oberbegriffdes Anspruches 1 genannten Art so weiterzubilden, daß das Ruhegeräusch, bezogen auf den Bezugspegel, bei der Wiedergabeentzerrung von 120 μβ erniedrigt ist und bei Arbeitspunktkumpatibilität mit der Mehrzahl der Recorder möglichst Verbesserungen der elektroakustischer! Parameter gegeben sind.
Es wurde nun gerunden, daß dieses vorstehend genannte Ziel erreicht wird, wenn die oberste Schicht als

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nadeiförmiges, magnetisches Pigment ein thermisch stabilisiertes Magnetit mit einem Gehalt von 0,1-5 Gew.% an Cd, Pb, Ca, Mg, Zn, Al, Cr, W, P (gerechnet als P₂O₅) und/oder B (gerechnet als B₂O₃) bezogen auf FeJO₄ und einer röntgengraphisch bestimmten, mittleren Kristalüigröße zwischen 30-und 35 nm und einer Koerzitivkraft

in³
von 350-450 · — A/m enthält ,

Der in der obersten Schicht eingesetzte Magnetit ist in der DE-PS 28 01 395 beschrieben. Die neuen ferrimagnetischen Eisenoxide vom Magnetit-TVp sind vorzugsweise/nit Zink und Phosphor stabilisiert, wobei Gehalte von 0,3-3 Gew.% Zink und 0,3-3 Gew.-% Phosphor, berechnet als P₂O₅, bezogen auf Fe₃O₄ besonders gute magnetische Eigenschaften ergeben. Das Herstellungsverfahren des Pigments ist dadurch gekennzeichnet, daß ein thermisch stabilisiertes a-FeOOH mit einem Länge: Breite-Verhältnis von 1:10 bis 1 :30 mit einer Teilchengröße, die üblicherweise als Keim zura-FeOOH-Pigmentherstellung benutzt wird (12 bis 22 nm) bei pH-Werten kleiner als 7 aus Fe(II)-Salzlösungen gefallt, vor der Entwässerung gegen Versinterung geschützt, entwässert, getempert und zum Fe₃O₄ reduziert wird.

Die thermische Stabilisierung des o^FeOOH wird vorzugsweise durch Dotierung des ff-FeOOH, besonders bevorzugt während der Herstellung mit anorganischen Kat- und/oder Anionen durchgeführt. Hierfür eignen sich neben den Elementen Cd. Pb, Ca, Mg, AI, Cr, W und B insbesondere P und Zn. Eine besonders gute Stabilisierung wird mit einer Kombination von P und Zn erreicht, wobei Mengen von 0,3-3 Gew.-% P, gerechnet als P₂O₅, bezogen auf Fe₁O₄ und 0,3-3 Gew.-% Zn, bezogen auf Fe₃O₄, ausreichend sind.

Die Zugabe der Stabilisatoren erfolgt vor oder während der Ausfällung des e^FeOOH in den zur Dotierung notwendigen Mengen in Form ihrer wasserlöslichen Salze.

Es ist jedoch auch möglich, die Dotierung durch Auffallung und gegebenenfalls Temperunsauf das gefällte und oxydierte bzw. wieder reduzierte FeGOH bzw. Fe₃O₄ zu bewirken.

Vorzugsweise wird die Dotierung mit einem Schutz des a-FeOOH gegen eine Versinterung der Einzelkristalle während der Umwandlung in magnetisches Oxid kombiniert. Hierfür wird vor der Entwässerung direkt in der von ihrer Herstellung stammenden a-FeOOH-Suspension ein Überzug aus Hydroxiden des Chroms oder Aluminiums bzw. aus Phosphaten und/oder Boraten und/oder Volframaten oder auch eine Kombination aus den genannten fönen aufgefällt. Die Herstellung dieser schützenden Überzüge erfolgt in an sich bekannter Weise, z. B. nach dem Verfahren der belgischen Patentschrift 8 28 540.

Die Nachbehandlung durch Umhüllung der Teilchen fuhrt nicht nur zu einem Schutz vor Versinterung, sondern während der nachfolgenden thermischen Vorgänge auch zu einer zusätzlichen Dotierung.

Die zur Stabilisierung eingesetzten Metallionen werden der Fe(II)-Salzlösung in Form von wasserlöslichen Salzen zugegeben, vorzugsweise als Sulfate und/oder Chloride.

Besonders gute Ergebnisse werden durch Auffällung von Phosphaten, bevorzugt Eisenphosphaten, erzielt. Es werden Mengen, die zu einem Gesamtgehalt des FeOOH an P, gerechnet als P₂O₅ von 0,3-3 Gew.-%, bezogen auf Fe₁O₄, führen, eingesetzt, wobei vorzugsweise ein Teil des Phosphors während der Herstellung des a>-FeOOH eingebracht wird. Eine weitere Verbesserung der Eigenschaften läßt sich ggf. erreichen, wenn diese Phosphordotierung während der Herstellung des ff-FeOOH bei gleichzeitiger Anwesenheit von Zinksalzen erfolgt.

Die Herstellung des 0--FeOOH durch Fällung aus sauren Fe(H-Salzlösungen mit anschließender Oxydation durch Einblasen sauerstoffhaltiger Gase in die Füllungssuspension erfolgt ebenso wie die anschließende Trocknung, Erawässerung und Reduktion zum Fe₁O₄ in an sich bekannter Weise, z. B. nach der US-Patentschrift 39 31 025 mit dem Unterschied, daß das Verfahren nach der Kernherstellung bei Erreichen einer Teilchengröße von 12-22 nm abgebrochen wird. Die Fällung und Oxydation des basischen Fe(II)-Salzes erfolgt bevorzugt aus FeSO₄-haltiger Lösung bei pH-Werten kleiner als 7. Die Oxydation wird bei Erreichen eines pH-Wertes kleiner als 4 abgebrochen und der oben beschriebenen Behandlung gegen Versinterungen unterworfen.

Als Alkalien können Carbonate oder Hydroxide eingesetzt werden. Vorzugsweise wird NaOK eingesetzt.

Bei Verwendung von Phosphorus Stabilisator wird dieses vorzugsweise durch Auflösen von NaH₂PO₄ · 2 H₂O in einer kleinen Menge des Lösungsmittels gemeinsam mit den Alkalien zu der Eisen- und gegebenenfalls Zink-M'lfat enthaltenden Lösung hinzugegeben.

Das ausgefällte Kiscn(Il) wird durch Hindurchleiten von 2 bis 8 Liier Luft pro Stunde und Liter Fällungslösung unter intensiven; Rühren oxydiert.

Die Oxydation wird vorzugsweise bei Temperaturen von 40 bis 8O⁰C durchgeführt, bis die Suspension eine gelbbraune Farbe angenommen hat. Anstelle von Luft kann auch Sauerstoff-angcreicherte Luft zur Oxydation eingesetzt werden.

Die Ausfällung von Eisen-Phosphat auf die Oberfläche uer Suspensionsteilchen zum Schutz gegen Versinterung erfolgt durch langsame Zugabe von in etwas destilliertem Wasser aufgelöstem Phosphat, vorzugsweise Pyrophosphat.

Das erhaltene modifizierte alpha-FeOOH wird abfiltriert, sulfatfrei gewaschen, bei Temperaturen wenig oberhalb 100⁰C getrocknet, bei Temperaturen zwischen 250 und 400⁰C entwässert und einer Temperung bei Temperaturen zwischen 400 und 900°C unterzogen.

Diese Temperaturbehandlung erstreckt sich vorzugsweise über einen Zeitraum von 0,5 bis 2 Stunden bei Temperaturen von 650 bis 850⁶C.

Die so erhaltene Vorläuferverbindung wird in üblicher Weise bei 400 bis 500⁰C in feuchtem Wasserstoff, z. B. in einem Wirbelbett, zum FeiO,| reduziert.

In der unteren Schicht wird ein Eisenoxidpulver verwendet, das eine Packungsdichte von mindestens 35% und

ein Mfl/A/v-Verhültnis von mindestens 0,88 bei einer Koerzitivkraft von 250-350 A/m aufweist. Oxide, die ^6S

Απ

diesen Anforderung^! entsprechen, sind beispielsweise in der DE-PS 23 47 486 beschrieben.
Die Trockendicke der äußeren Schicht beträgt bis /u 3 μΐη, während die der unteren zwischen 3 und 10 μ liegen

kann. Vorzugsweise wird jedoch eine obere Schicht mit 2μ und eine untere mit 4 μ Dicke verwendet.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Mchrschichtmagnelugrummträgers ist dadurch gegeben, daß trot/, der Tür den Eisenoxidslandard vorgeschriebenen Wiedergabeentzerrung von 120 μ für das Doppelschichtband ebenso günstige Rauschpegel erzielt werden wie für Bänder, die gemäß der Normung mit einer Wiedergabeentzerrung von 70 us betrieben werden. Das Ruhegeräusch ist gegenüber dem genormten Low-Noise-Standard um ca. 3 dB niedriger. Gleichzeitig besitzt das Doppelschichtband eine hohe Empfindlichkeit bei niederen Frequenzbereichen, einen kompatiblen Frequenzgang und eine bessere Höhenaussteuerbarkeit als bei den einschichtigen Bändern der Eisenoxid-Klasse.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetogramm trägers geschieht in üblicher Weise, indem nacheinlu ander oder gleichzeitig auf einen flexiblen Träger die pigmentierten Bindemitteldispersionen unter magnetischer Ausrichtung des nadeiförmigen, magnetischen Pigments aufgetragen werden. Anschließend werden die Schichten bei Temperaturen von vorzugsweise 80- 100⁰C getrocknet und zur Erzielung der erforderlichen Oberriächenglätte superkalandriert.

Als flexible Schichtträger können die an sich bekannten verwendet werden, wie beispielsweise Polyäthylentherephtalat, -2,6-naphtalat, Polyolefine wie Polypropylen, Polycarbonat, Cellulosederivate wie Cellulosetriacet, in Stärken bis zu 200 μΐη.

Die ferromagnetischen Pigmente, Bindemittel, Lösungsmittel unde sonst wahlweise verwendeten Dispergatoren. Gleitmittel, Mattierungsmittel, Antistatika werden vermischt und gemahlen. Dabei kann das ferromagnetische Pulver mit dem Lösungsmittel und mit einem Teil des Bindemittels dispergiert werden und dann 2ü zusammen mit dem Rest der übrigen Komponenten der Hac.ptmahlung unterzogen werden.

Als Mahlvorrichtungen können Kugelmühlen, Sandmühlen, Rührwerkmühlen und dergleichen eingesetzt werden.

Das Auftragen der Dispersionen auf den Schichtträger kann mittels Rasterdruck-, Abstreichrakel-, Luftbürste n-, Schlitzdüsen-, wie beispielsweise in DE-PS 19 07 213 beschrieben, oder Tauchverfahren erfolgen. Die Schichten können einzeln nacheinander unter Zwischentrocknung, wie auch naß auf naß unter Verwendung von Mehrfachschlitzgießern aufgetragen werden. Während des Begusses - vor Erstarrung der Dispersion - werden die magnetischen Pigmente durch ein Magnetfeld in Längsrichtung orientiert, wobei eine Feldstärke von 600-1400 ■ 10⁴T einwirkt. Dadurch werden die Remanenzwerte in der ^worzugsrichtung größer als quer dazu. Die Ausrichtung in der äußeren und unteren Schicht kann, wie in DE-AS f I 90 985 beschrieben, auch in verschiedenen Richtungen (längs und quer) verlaufen.

Zur Verdichtung und zur Erzielung einer hohen Oberflächenglätte werden die Schichten zwischen Metallwalzen, die beheizt und poliert sind, und baumwoll- oder kunststoffbeschichteten Walzen hindurchgeführt. Der Druck beträgt zwischen SO und 300 kg/cm, die Oberflächentemperatur der Metallwalzen zwischen 60 und 100⁰C.

An Bindemitteln können an sich bekannte thermoplastische, elastomere Polymere, allein oder im Gemisch, verwendet werden. Die Bindemittelmenge beträgt im allgemeinen 0,2-0,4, insbesondere 0,25-0,3 Gewichtsteile bezogen auf I Gewichtsteil magnetischen Pulvers. Geeignete Bindemittel sind beispielsweise Mischpolymerisate aus Vinylchlorid/Vinylacetat, Vinylidenchlorid/Acrylnilril, (Melh)Äcryiai/5tyroi, Butadien/Acrylnitril, Polyvinylacetat wie Vinylformal oder Vinylbutyral, leilhydrolysierles Polyvinylchlorid/Polyvinylacelat, ■u) Polyamide, Cellulosederivate, Epoxiharz, Polyurethan-elaslomere, insbesondere Reaktionsprodukte von Polyestern aus Adipinsäure, Butandiol und Diphenylmethylisocyanat, Isocyanalpräpolymere, Melaminharz und andere.

Typische Zusätze, die den Dispersionen zugemischt werden, sind höhere Fettsäuren und Fettsäureester, Lezithin, Wachse, Siliconöle oberflächenaktive Mittel wie quaternär; Ammoniumsalze.

Organische Lösungsmittel, wie sie zum Ansatz der Pigmentdispersionen verwendet werden, sind Aceton, Methyläthylketon, Alkohole wie Methanol, Äthanol, Butanol, Ester wie Methylacelat, Butylacetal, chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Tetrahydrofuran und dergleichen.

Zur Ermittlung der elektroakustischen Daten der Vergleichs- und erfindungsgemäßen Bänder wurde mit einem Tonbandgerät mit 4,75 cm/s Bandgeschwindigkeit gemessen.

Spurbreite d?r Aufzeichnung: 0,6 mm Spaltbreite der Magnetköpfe: 2,0 μ Wiedergabeentzerrung: 120 μ Bezugspegel: 250 nWb/m

Die Geräuschspannung wurde mit Effektivwertmesser mit N AB-A-Bewertungskurve nach DIN 45 505 ermittelt.

Da die Tonbandgeräte in ihrer Arbeitspunkteinstellung streuen, wurden die Banddaten bei verschiedenen Einstellungen wie folgt gemessen:

APl) Arbeitspunkt 1: Aussteuerungsverhältnis A, ■. -A,„„„,, = 7dB
APZ) Arbeitspunkt 2: Aussteuerungsverhältnis A, \-A_Wma^ = 12dB
AP3) Arbeitspunkt 3: Aussteuerungsverhältnis A, ι-Α,_απιαΛ = 18dB

jeweils beim Leerteil des DIN-Bezugsbandes nach DIN 45 513/Teil 6.

Weitere Meßdaten, auf denen Versuchsergebnisse beruhen, sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt und definiert:

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Bezugspegcl:

Wiedergabespannung U₁₁ normiert zu 0 dB, die sich beim Abspielen des Pegeltonteiles des DIN-Bezugsbandes mit einem Kurzschlußfluß von 250 nWb/m ergibt (entspricht einer Wiedergabespannung von 1 V).

Ticfenaussieuerbarkeit (/(,,): 5

Wiedergabespannung von tV.i bei Aussteuerung des Prüflings auf 3% kubische Verzerrungen bei Bezugsfrequenz (333 Hz), bezogen auf die Spannung Ug.

,WdB -20 log-^

U₁₁ ίο

Höhensteuerbarkeit (/4_M)mnv): Die auf Bezugspegel bezogene maximale Wiedergabespannung i/,_Om„, des Prüflings bei 10 kHz Ruhegeräusch (RG):

W'icdcrgabcspanr.ü.-.g U_H des fcctricbsmäSig gelöschten und vcrmagnelisierien Bandes gemessen als EHek tivwert und bewertet über NAB-A-Filter bezogen auf Bezugspegel 20

RG = 20 log -^
U_n

Ruhcgeräuschspannungsahstand (RGA): 25

Differenz von A y, und RG, also der meßbare Bereich zwischen Bandrauschen einerseits und noch nicht störenden Verzerrungen andererseits.

An Hand der nachfolgenden Beispiele, Vergleichsversuche, Tabellen und Abbildungen wird das erfindungsgemäße mehrschichtige Aufzeichnungsmaterial näher erläutert. 30

Vergleichsbeispiel A Einschichtband mit y-Fe₂O,

_ __ ₃₅

Zusammensetzung Gewichtsteile

I fr'
Magnetisches Pigment Koerzitivkraft am Pulver 315 ■ — A/m 6,80

4λ·

M_Ä/M._s-Verhältnis am Band 0,89 Volumenfullfaktor 39% Polyätherurethan, Reaktionsprodukt aus Polytetnimcthylcnglykol 0,74 Butandiol-1,4 und Diphenylmethandiisocyanat 45 OH-gruppenhaltiges Mischpolymerisat aus Vinylchlorid/Vinylacetat 0,80 Organischer Phosphorsäureester 0,11 Tetrahydrofuran 8,5 50 Dich lorä than-1,2 4,5 Hexakismethoxymelamin 0,07 Dodecylbenzolsulfonsäurc 0,10 ₅₅

Die einzelnen Komponenten wurden gemischt, in einer Sandmühle mit einer Glasperlenfüllung (1 -2 mm 0) gemahlen und filtriert.

Die fertige Dispersion wurde mittels eines Schlitzdüsengießers auf eine Polyäthylenterephthalat-Folie einer Dicke von 12 μ aufgetragen, getrocknet und kalandriert. Trockenschichtdicke betrug 6 μ. Anschließend wurde so auf eine Breite von 3,81 mm geschnitten und das Band in eine Kompaktkassette eingespult.

Das Band A zeigt folgende magnetische und clektroakustischc Daten:

10<
Koerzitivkraft: 306 ■ — A/m 65

4/r

Remanenz: 0,16 T
Ruhegeräusch: -50,7 dB

API - API AP3

/4,,/dB:	+ I,I	+ 2,9	+ 5,1
A₁₀ .,/dB:	- 6,0	- 9,4	-15,2
RGA /dB:	51.8	53.6	55,8

ίά Vergleichsbeispiel B

Einschichtband mit CrO₂

15 Zusammensetzung (icwichtsleik

Magnetisches Pigment Koerzitivkraft am Pulver 500 · —- A/m 5,50

(Hersteller DuPont)

Polyeslerurethan, Reaktionsprodukt eines Polyester aus Adipinsäure, 0,79 Butandiol mit Diphenyldiisocyanal Oll-gruppenhaitiges Mischpolymerisat von Vinylehlorid/Vinylacelal 0,39

25 Fettsäureester 0.05

Lezithin 0,17

Tetrahydrofuran 6,90

₃₀ Cyclohexanon 2,45

Die Verarbeitung erfolgt wie im Beispiel A. Die magnetischen und elektroakustischer! Daten am Band sind wie folgt:

.15 Koerzitivkraft: 490 ■ — A/m

Remanenz: 0,16 T
Ruhegeräusch: -Si.OuB

50 Verglcichsbeispiel C

üinschichtband mit Magnetit

Es wurde ein Band nach Beispiel B erstellt unter Verwendung eines Magnetit nach LeA 18 577. Das Ergebnis der Messungen ist folgendes:

55 ,

Koerzitivkraft am Pulver: 399 · — A/m

Απ

«„//^-Verhältnis am Band: 0,79

Volumenfaktor: 33%

60 Remanenz: 0,12 T

Ruhegeräusch: -54,7 dB

	APl	APl	AP3
Ay_S/dti:	-10,5	- 6,4	+ 2,0
Ai_Omn/uB:	- 2,3	- 2,7	- 4,5
RGA/uü:	40.5	44,6	49,0

API

/V,/dB:	- 5,0	- 1.7
Λ,ο™,/dB:	- 3.5	- 5,2
RGA /dB:	49,7	53,0

AP3

+ 2,3 - 9,6 57,0

Verglcichsbeispiel D Doppelschichtband mit CrO_?/Fc,O,

10

Die Unterschicht (U) wurde nach Beispiel A in einer Schichtdicke von 4 um, die Oberschicht (O) nach Beispiel B in einer Schichtdicke von 2 μσι erstellt. 15 Das Doppelschichtband zeigte folgende Daten:

Koerzitivkraft
(O):

Remanenz

(U):
Ruhegeräusch:

in·¹ 490 · — A/m

4 π

306 · — A/m

4/:

0.I6T 0,16T -50,6 dB

25

Ay ,/dB:

RGAIAh:

APl

- 4,6	± O
- 2,3	- 2,9
45,6	50,2

APc

+ 3,8 - 6,0 54,0

30

Vergleichsbeispiel E

Von einem im Handel befindlichem Doppclschichthand (Gesamtdicke 5 μ) das in der Oberschicht und Unterschicht Eisenoxide als magnetische Pigmente enthält, sind folgende Daten erfaßbar:

Ruherauschen: -48,7 dB

AP\

APi

RGAIdB:

+ 1,9	Beispiel 1	+ 3,8
- 2,9	- 6.0
50,3	52,5

+ 4,3 -14.4 53,0

Meßergebnisse:
Koerzitivkraft
(O):

383 ■ — A/m

4/r

305 ■ — A/m

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Doppelschichtbandes wird eine Unterschicht nach Beispiel A, eine Oberschicht nach Beispiel C erstellt. Die Trockendicke der oberen Schicht (O) beträgt 2 μΐη, die der unteren Schicht (U) 4 um. 60

28 Ol 452

Remanenz (O): (U): Ruhegeräusch:	0,12 T 0,16 T -53,8 dB	APX	APl	AP3
		+ 0,4 dB - 4,4 53,2	+ 2,7 - 6,0 56,5	+ 4,6 -11,1 57,4
Ayj/dB: RGA/dB:

Die A b b. 1 am Ende der Beschreibung zeigt noch zusätzlich die Abhängigkeit der elektroakustischer! Kenndaten vom Schichtdickenauibau des erfindungsgemäßen Doppelschichtbandes bei Zusammensetzung der Einzelschichten wie in Beispiel 1 für alle Arbeitspunkteinstellungen (AP\. API. APi)-Auf der Abszisse ist die gleichbleibende Gesamtschichtdicke (6 μ) bei gegenläufigen Zahlen Tür die Oberschicht (O) und Unterschicht (U) angegeben. Die Ordinate zeigt Ausgangs- oder Wiedergabespannung (U.) füi Ay₃ und /liomox ^Dzw- die auf Bezugspegel bezogenen dB-Skalen. Die durchgezogene Linie gibt die Tiefenaussteuerbarkeit (A, j), die gestrichelte Linie die Höhenaussleuerbarkeit (A_WmaJ wieder. Es ist aus dem Kurvenverlauf zu erkennen, daß tür den optimalen Schichtaufbau des erfindungsgemäßen Doppelschichtbandes hinsichtlich Ay\ und A_Wmax die Schichtdicke der Ober- und Unterschicht 2 bzw. 4 μ betragen soll. Ein derartiges

Schichtdickenverhältnis wurde daher auch für die anschließend aufgeführten Beispiele gewählt

Beispiel 2
Der Schichtaulbau entspricht dem Beispiel I, jedoch unter Einsät/, eines Magnetits mit einer Koerzitivkraft

Kl·*

am Pulver von 425 · — A/m, einem /W/,//W_v-Verhältnis von 0,79 und einem Volumenfüllfaktor von 32%.
4π

³⁵ 40

50

55

Die Unterschicht des Doppelschichtbandcs ist nach Vergldchsbeispiei A aufgebaut mit einer Trockendicke von 4 ,im.

Für die Magnetil-enthailende Oberschicht wurde eine Kc/eplur wie folgt eingesetzt:
60

Zusammensetzung üewichlsleilc

(,s Magnetit, Koerzitivkraft am Pulver 403 ■ — A/m 9,0

/tf_Ä//l/._rVerhältnis 0.79

Voiumenfüllfaklor ii%

Meßergebnisse:	416 — A/m 4,7	APl	Beispiel 3	APl	APi
Koerzitivkraft	305 ■ — A/m 4,7	± 0		+ 2,3	+ 4,6
(O):	0,12 T 0,16 T -53.8 dB	- 3.1		5,2	-10,0
(U):		53,8		56,1	58,4
Remanenz (O): (U): Ruhegeräusch:

A_nIdB:
Λ KW./uB:
RGAIdB:

28 Ol 452

Portsetzung Zusammensetzung Ci e wichtsteile CH-gruppcnhaltigcs Mischpolymerisat von Vinylchlorid/Vinylacctal 1,77 Organische Phosphorsäureester 0,25 Praepolymeres Isocyanat auf Basir. Toluylendiisocyanat 0,4

(NCO-Gehalt 3,2%, Molgewicht ca. 2000) ,„

Mischung aus Äthylacetat und Butylacetat 17,0 Die danach gefertigte Oberschicht hatte ebenfalls wie in den anderen Beispielen eine Dicke von 2 um.

Meßergebnisse:
Koerzitivkraft
(O): 399 · — A/m

4 π

(U): 303 · — A/m

4/r

Remanenz

(O): 0,12 T

(U): 0,16 T

Ruhegeräusch: - 54,2 dB

APi API APT, ™

/WdB: ± 0,3 + 2,3 + 4.6

A_Wmax/dü: - 3,7 - 5,5 -10,5

RGA/db: 54,5 56,8 58,8

In der Abb. 2 werden die elektroakustischer! Kennlinien eines erfindungsgemäßen Doppelschichtbandes, hergestellt nach Beispiel I, den Kennlinien von einschichtigen Bändern nach Beispiel A (mit V-Fe₃O₁) und C (mit Magnetit) vergleichbar. Auf der Abszisse ist der Vormagnetisicrungsstrom, auf der Ordinate die Wiedergabespannung (U_A) bzw. die entsprechende Skala in dB-Werten wiedergegeben. Die durchgezogenen Linien gelten für das Doppelschichtband, die gestrichelte für die Einzelschicht mit Pe₂O₁ und die punktierte Linie für die Einzelschicht mit Magnetit. Die Gesamtschichtdicke beträgt einheitlich 6 μ. Aus dem Kurvenverlauf und den Meßergebnissen zeichnet sich der Fortschritt der erfindungsgemäßen Doppelschichtbänder über sämtliche Arbeitspunkteinstellungen ab. Sie zeigen hinsichtlich der Ticfenaussteuerbarkeit (A_y}) im wesentlichen die Qualität des konventionellen einschichtigen Eisenoxidbandes, in der Höhenausstcuerbarlceit (A_inm„_x) jedoch eine Verbesserung bis zu 4 dB.

Die Empfindlichkeit eines erfindungsgemäßen Doppelschichtbandes für hohe und tiefe Freouenzen ist zu den üblichen Eisenoxid-Einschichtbändern kompatibel, so daß ein linearer Frequenzgang erzielbar ist. Der Frequenzgang liegt im Vergleich zum Leerteil des DIN-Bezugsbandes, Chargennummer T 30Ii (hinterlegt bei der physikalisch-technischen Bundesanstalt), bei den Arbeitspunkteinstellungen (AP\ -AP¹Si) nur zwischen 0,5 und 2,5 dB höher, so daß das Klangbild nicht beeinträchtigt ist.

Zusammenfassend läßt sich der besonderer Vorteil der Erfindung wie folgt beurteilen:

Gegenüber bisher üblichen Doppelschichtbändcrn, gleich ob sie in der Oberschicht CrO₂ oder y-Fe₂O, enthalten, wird trotz einer Wiedergabeentzerrung von 120 μβ ein niedrigeres Ruherauschen und damit eine höhere Dynamik erzielt. Das Ergebnis ist nicht beschränkt auf Tonbandgeräte mit einer Bandgeschwindigkeit von 4,75 cm/s, sondern gilt auch für Geräte mit höheren Bandgeschwindigkeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

AO

Claims

28 Ol 452 Patentansprüche:

1. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial vorzugsweise für Tonbandgeräte, die für den Eisenoxidarbeitspunkt und die Wiedergabeentzerrung von 120 με ausgelegt sind, bestehend aus einem Schichtträger und

s mindestens zwei darüber angeordneten, magnetische Pigmente und Bindemittel enthaltende Schichten mit unterschiedlichen Koerzitivkräften und Schichtdicken, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Schicht als nadelfonmiges, magnetisches Pigment ein thermisch stabilisiertes Magnetit mit einem Gehalt von 0,1 -5 Gew.-% an Cd, Pb, Ca, Mg, Zn, AI, Cr, W, P (gerechnet als P₂O₅) und/oder B (gerechnet als B₂Oj) bezogen auf Fe₃O₄ und einer röntgengraphisch bestimmten, mittleren Kristallitgröße zwischen 30 und 35 nm und einer Koerzitivkraft von 350-450 · — A/m enthält.

An

2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetit einen Gehalt von 0,3 bis 3 Gew.-% Zink und 0,3 bis 3 Gew.-% P gerechnet als P₂O₅, jeweils bezogen auf Fe₃O₄ enthält

3. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 -2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetit ein Ruhegeräusch bezogen auf den Bezugspegel aufweist, das um mindestens 3 dB gegenüber dem genormten »Low-Noise«-Standard erniedrigt ist.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch I -3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht ein nadeiförmiges Eisenoxid enthält, das eine Packungsdichte von S35%.ein A/_Ä/A/yVerhältnis von

mindestens 0,88 und eine Koerzitivkraft von 250-350 A/m aufweist.

4.?

5. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenschichtdicke der oberen Schicht 2 μπι und die der unteren 4 μ beträgt.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch I -5, dadurch gekennzeichnet, daß das mehrschichtige Band eine Dynamik von > 53 dB besitzt.