DE3789092T2

DE3789092T2 - Magnetischer Aufzeichnungsträger mit hoher Abriebfestigkeit.

Info

Publication number: DE3789092T2
Application number: DE19873789092
Authority: DE
Inventors: Shu Ishiguro; Ryosuke Isobe; Noboru Koyama
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1987-12-01
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2007-12-02
Also published as: EP0270070A3; EP0270070A2; DE3789092D1; EP0270070B1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium wie ein Magnetband, und insbesondere betrifft sie ein hochdichtes Magnetaufzeichnungsband, das hinsichtlich der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaft sowie der Laufdauer verbessert ist.

Hintergrund der Erfindung

Da die Forderungen nach höher-dichter Aufzeichnung in der letzten Zeit angewachsen sind, sind bei magnetischen Aufzeichnungsmedien ferromagnetische pulverförmige metallische Materialien, die prinzipiell aus solchen Metallen wie Eisen, Nickel und Kobalt bestehen, anstelle von solchen ferromagnetischen pulverförmigen Materialien gebräuchlich geworden, die sonst verwendet wurden. Insbesondere ist beim Videoband mit der Anwendung eines Verfahrens zur Verkürzung der Aufzeichnungswellenlänge oder einer Verengung der Spurbreite eine extrem hochdichte Videoaufzeichnung unentbehrlich geworden, so daß ein Videoband mit einem ferromagnetischen pulverförmigen Metallmaterial anstelle des üblichen ferromagnetischen pulverförmigen Materials vom Eisenoxid-Typ verwendet wurde. In dem Falle, wo ein ferromagnetisches pulverförmiges Metallmaterial verwendet wird, ist es bekannt, daß durch Glätten der Magnetschichtoberfläche auch eine höher-dichte Videoaufzeichnung erreicht werden kann und daß auch die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verbessert werden kann.
Wenn allerdings die Magnetschichtoberfläche geglättet wird, erhöht sich insbesondere während des Laufes des Videobandes der Kontaktreibungswiderstand zwischen der Magnetschicht und dem Gerätesystem, und als Ergebnis besteht für die Magnetschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums die Tendenz, beschädigt zu werden oder sich abzulösen. Insbesondere bei einem Videoband gibt es Fälle, wo dessen Magnetschicht unter eine so schwierige Bedingung gerät, wie es der Ruhezustand ist, und eine Erhöhung des Reibungskoeffizienten der Magnetschicht führt dazu, daß sich die Lebensdauer der Magnetschicht insbesondere im Ruhezustand verkürzt. Daher ist eine Verbesserung der Laufdauer der Magnetschicht des Videobandes während des Laufes dringend erforderlich.
Als übliche Maßnahme zur Verbesserung der Laufdauer einer Magnetschicht ist ein Verfahren vorgeschlagen worden zur Zugabe eines Schleifmittels (Hartteilchen) wie Korund, Siliciumcarbid, Chromoxid oder ähnlichem zur Magnetschicht.
Der oben genannte Reibungswiderstand ergibt sich aus dem Produkt des Reibungskoeffizienten, multipliziert mit der Kontaktfläche einer Kontaktoberfläche. Die Zugabe eines Schleifmittels zu einer Magnetschicht, um dessen Kontaktoberfläche aufzurauhen und dadurch die Kontaktfläche der Kontaktoberfläche zu verringern, die in Kontakt kommt mit einem Leitpol oder ähnlichem ermöglicht es daher, den Reibungswiderstand zu verringern. So offenbaren zum Beispiel die JP-A-130234/1982, JP- A-161135/1983, JP-A-53825/1982 und JP-A-2415/1983 Beispiele der Verwendung von anorganischen pulverförmigen Schleifmitteln, von denen die meisten Beispiele die Verwendung von Schleifmitteln genauer ausführen, die auf bestimmte Teilchengrößen beschränkt sind. Es gibt auch andere Vorschläge zur Verwendung von Ruß anstelle der zuvor genannten anorganischen pulverförmigen Materialien, wobei einer dieser Vorschläge zum Beispiel in der JP-B-17401/1977 gefunden werden kann. Diese ist sowohl auf die antistatische Wirkung, die auf der Leitfähigkeit von Ruß basiert, als auch auf den Oberflächen-Aufrauhungseffekt infolge von dessen Teilchen gerichtet, jedoch besteht ein Nachteil dahingehend, daß die Wirkungen nicht immer adäquat erhalten werden und sich nicht nur die Laufdauer sondern auch die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft stark verschlechtert.
Zum Beispiel sind solche Techniken bekannt, getrennt einzelne Merkmale wie die Leitfähigkeit, die Reibung (Laufdauer), Oberflächeneigenschaften und die Abriebfestigkeit zu verbessern (wie in der JP-B-15052/1981 für die Leitfähigkeit beschrieben, in der JP-B-20203/1978 für die Abriebfestigkeit (Laufdauer) beschrieben und in der JP-A-51025/1981 für die Oberflächeneigenschaften (elektromagnetische Umwandlungseigenschaft) beschrieben). Allerdings ist bei diesen Verfahren des Standes der Technik die Dispergierbarkeit des magnetischen Pulvers gering und die Laufdauer des Mediums unzureichend, und die Ölabsorption des Rußes selbst ist so hoch, daß sie zur Bildung eines strukturellen Aufbaus tendiert, um dadurch die Viskosität einer magnetischen Überzugsflüssigkeit zu erhöhen, wodurch die physikalische Eigenschaft der Überzugsflüssigkeit verschlechtert wird, wodurch wiederum die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft verschlechtert wird.
Es gibt auch andere bekannte Techniken zwei oder mehr Arten von Ruß, die in ihrer Art unterschiedlich sind, in Kombination zu verwenden, um die oben genannten entsprechenden Merkmale zu gleicher Zeit zu erfüllen (wie in der JP-A- 5426/1984 und JP-A-6141/1984 sowie in der JP-B-20203/1978 und JP-B-9041/1979 beschrieben). Diese Techniken, die in diesen Veröffentlichungen offenbart sind, erfüllen jedoch nicht in zufriedenstellender Weise die oben genannten Merkmale zur gleichen Zeit.
Wenn weiterhin ein Schleifmittel der Magnetschicht zum Zwecke der Verbesserung der Laufdauer der Magnetschicht zugesetzt wird, muß eine sehr große Menge des Schleifmittels hinzugegeben werden, um zufriedenstellende Ergebnisse der Zugabe zu erreichen. Die Magnetschicht, zu der eine sehr große Menge des Schleifmittels hinzugegeben worden ist, führt allerdings zu einem deutlichen Abriebverlust des Magnetkopfes und anderer Teile und läuft der Entwicklung entgegen, die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft durch Glätten der Magnetschicht zu verbessern, so daß dieses Verfahren nicht als akzeptabel zu betrachten ist.
Beim Videoband erhöht die hochdichte Aufzeichnung, die durch Verkürzung der Aufzeichnungswellenlänge oder durch die engere Spurbreite ermöglicht wird, andererseits das Auftreten eines Aussetzers (Drop-out). Das Ansteigen beim Auftreten des Drop-out kann bis zu einem gewissen Grade dadurch verringert werden, indem die Magnetschichtoberfläche superglatt oder spiegelähnlich glatt gestaltet wird. Allerdings ist die Bereitstellung einer Magnetschicht mit einer spiegelähnlichen Oberfläche von dem Problem begleitet, daß die Laufdauer verbessert werden muß.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das sowohl hinsichtlich der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaft als auch der Laufdauer verbessert ist und nur eine geringe oder keine Drop-out-Erscheinung hervorruft, und insbesondere ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bereitzustellen, das eine ausgezeichnete elektromagnetische Umwandlungseigenschaft ohne Verschlechterung der Oberflächenmerkmale zeigt und auch eine ausgezeichnete stabile Laufdauer und Abriebfestigkeit hat auch unter einer solch schwierigen Bedingung, wie im Ruhezustand, und nur eine geringe oder keine Drop-out-Erscheinung hervorruft.
Das obige Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erreicht, das einen nichtmagnetischen Träger umfaßt, der darauf eine magnetische Aufzeichnungsschicht hat, die eine Magnetschicht umfaßt, die ein ferromagnetisches Metallpulver enthält, das eine spezifische Oberfläche nach BET von nicht weniger als 40 m²/g hat, und die magnetische Aufzeichnungsschicht eine Fettsäure enthält, die eine Neutralisationszahl von nicht mehr als 250 hat, einen Ester der Fettsäure und einen Ruß, der eine DBP-Ölabsorption von nicht weniger als 110 ml/100 g hat und eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als 60 nm.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Zeichnungen zeigen Beispiele der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 1, 2 und 3 sind teilweise vergrößerte Querschnitte des magnetischen Aufzeichnungsmediums der entsprechenden Beispiele. Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Veränderungen bei der Ausgangsleistung nach der zugegebenen Menge zweier unterschiedlicher Ruße zeigt. Fig. 5 und Fig. 6 sind Diagramme, die die Veränderungen bei den Merkmalen entsprechend dem Anteil beider Ruße wiedergeben.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, daß das zuvor genannte ferromagnetische Metallpulvermaterial Aluminium enthält.
Die Fettsäure und der Fettsäureester dieser Erfindung können in der Magnetschicht und in der Schutzschicht vorhanden sein, oder sie können durch Überziehen einer Lösung von sowohl Säure als auch Ester auf der gleichen Seite wie die Magnetschicht auf einem Träger vorhanden sein.
Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend detailliert erläutert.
Das ferromagnetische Metallpulvermaterial, das in der Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums dieser Erfindung enthalten ist, erfordert eine spezifische Oberfläche nach BET von nicht weniger als 40 m²/g, und wenn ein solches mit einer spezifischen Oberfläche von 45 m²/g bis 90 m²/g verwendet wird, so kann die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft signifikant verbessert werden. Es ist wünschenswert, wenn das ferromagnetische Metallpulvermaterial ein solches ist, dessen Ph als ein isoelektrischer Punkt nicht kleiner als 8,0 ist.
Zu Beispielen des magnetischen Metallpulvermaterials, das in der Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums dieser Erfindung einsetzbar ist, gehören solche Metallpulvermaterialien, die in der Hauptsache aus Fe, Al, Ni und Co als Fe-Al-Legierung, Fe-Al-P-Legierung, Fe-Ni-Co-Legierung, Fe-Mn- Zn-Legierung, Fe-Ni-Zn-Legierung, Fe-Co-Ni-Cr-Legierung, Fe- Co-Ni-P-Legierung, Co-Ni-Legierung, Co-P-Legierung und ähnlichen bestehen. Von diesen Metallpulvermaterialien sind solche bevorzugt, die Al enthalten.
Die Messung des pH als ein isoelektrischer Punkt eines ferromagnetischen Metallpulvermaterials, das in der Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums dieser Erfindung verwendet werden kann, können zum Beispiel in der Weise durchgeführt werden, daß ein Elektrolyt (wie HCl, NaCl) zu 100 ml Wasser hinzugegeben wird, der pH der Lösung zuerst auf einen entsprechenden Wert gebracht wird, der Lösung 0,1 g eines metallischen Magnetpulvermaterials zugeführt und darin dispergiert wird, und dieses in üblicher Weise unter Hinblick auf das Zeta-Potential gemessen wird, und anschließend der pH- Wert, der erhalten wird, wenn das Zeta-Potential 0 wird (isoelektrischer Punkt), als der pH des isoelektrischen Punktes betrachtet wird.
Zu Beispielen der Fettsäuren, die eine Neutralisationszahl von nicht mehr als 250 haben, vorzugsweise 110 bis 250, und die in dieser Erfindung verwendet werden können, gehören Fettsäuren, wie Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ararchinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Montansäure und Triacontansäure, sowie die ungesättigten Fettsäuren wie Tsuzuinsäure, 5-Myristoleinsäure, Myristoleinsäure, 9-Palmitoleinsäure, Petroselinsäure, Oleinsäure, Elaidinsäure, Gadoleinsäure, Gondoinsäure, Cetolein-Ölsäure, Erucasäure, Brassidinsäure und Selachensäure. Diese Fettsäuren können allein oder in einem Gemisch verwendet werden. Der Begriff "Neutralisationszahl", wie er hier benutzt wird, impliziert die Milligrammzahl von Kaliumhydroxid, die erforderlich ist, um 1 g einer Fettsäure zu neutralisieren.
Zu Beispielen des vorgenannten Fettsäureesters, der in Kombination mit der Fettsäure verwendet werden kann, gehören Methylester, Ethylester, Propylester und Butylester von gesättigten oder ungesättigten Säuren wie Tridecylsäure, Laurinsäure, Undecylsäure, Decansäure, Erucasäure, Cetoleinsäure, Elaidinsäure, Oleinsäure, Myristinsäure, Pentadecylsäure, Palmitinsäure, Heptadecylsäure, Stearinsäure, Nonadecansäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Cerotinsäure, Heptacosansäure, Montansäure und Triacontansäure. Diese Fettsäureester können allein oder in einem Gemisch verwendet werden. Die obigen Fettsäuren und Fettsäureester dieser Erfindung können normal in einer Menge von nicht mehr als 10 Gewicht steilen zu 100 Gewichtsteilen eines ferromagnetischen Metallpulvermaterials hinzugegeben werden, und vorzugsweise im Bereich von 1 Gewichtsteil bis 9 Gewichtsteilen. Die Gesamtmenge der zu verwendenden Fettsäuren liegt normalerweise bei 1/10 bis 9/10 des Bruttogewichtes der zu verwendenden Fettsäuren und Fettsäureester.
Die Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums dieser Erfindung benötigt als Inhaltsstoff Ruß mit einer spezifischen durchschnittlichen Teilchengröße und einer spezifischen DBP-Ölabsorption. Die durchschnittliche Teilchengröße des zu verwendenden Rußes wird mit nicht mehr als 60 nm benötigt. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße über dem obigen Bereich liegt, wird die Oberfläche der Magnetschicht rauh, die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft wird schlechter, und weiterhin tritt die Tendenz zu häufigeren Drop-out-Problemen auf. Die DBP-Ölabsorpticn des zu verwendenden Rußes ist mit nicht mehr als 110 ml/100 g erforderlich, vorzugsweise von 111 ml bis 500 ml/100 g, und besonders bevorzugt von 160 ml bis 300 ml/100 g. Weiterhin ist erwünscht eine spezifische Oberfläche des Rußes von 15 m²/g bis 90 m²/g, vorzugsweise ein Bereich von 15 m²/g bis 80 m²/g als BET-Werte.
Der Zugabeanteil des obigen Rußes zu dem ferromagnetischen Metallpulvermaterial trägt normalerweise nicht mehr als 10 Gewichts-% des Gewichtes des Materials, und liegt vorzugsweise bei 0,1 Gewichts-% bis 6 Gewichts-%.
Für den obigen Ruß (nachfolgend als ein erster Ruß bezeichnet) ist es wünschenswert, ihn allein oder in einem Gemisch mit einem anderen Ruß (nachfolgend als ein zweiter Ruß bezeichnet), der in seiner Eigenschaft innerhalb des speziellen Bereiches dieser Erfindung unterschiedlich ist, zu verwenden, oder für andere Zwecke wie z. B. Verhütung der statischen Elektrizität.
Bei der Ausführungsform der Erfindung, die den zweiten Ruß enthält, werden sowohl der erste Ruß als auch der zweite Ruß, die BET-Werte und Ölabsorptionen in ihren entsprechenden Bereichen aufweisen, zusammen verwendet, so daß es nunmehr gefunden wurde, daß die zuvor genannten Nachteile des Standes der Technik weiter verbessert werden können. Als zweiter Ruß kann ein Ruß mit einer BET-spezifischen Oberfläche von vorzugsweise 50 m²/g bis 900 m²/g, besonders bevorzugt von 50 mm²/g bis 400 m²/g verwendet werden, und der auch eine DBP-Ölabsorption von vorzugsweise nicht mehr als 110 ml/100 g, besonders bevorzugt von 20 ml/100 g bis zu 110 ml/g hat. Das bedeutet, daß der zweite Ruß, da dessen BET-Wert relativ hoch von 50 m²/g bis 900 m²/g liegt, dazu führt, daß das magnetische Aufzeichnungsmedium ein hochdichtes Videoaufzeichnungsvermögen und eine hohe elektromagnetische Umwandlungseigenschaft hat, und darüber hinaus ist dessen Dispergierbarkeit in zufriedenstellender Weise aufrecht erhalten geblieben, insbesondere durch dessen eigene hohe Ölabsorbierbarkeit. Zusätzlich dazu ist die Verwendung des ersten Rußes, dessen durchschnittliche Teilchengröße nicht mehr als 60 nm beträgt und dessen BET-Wert so relativ gering wie 15 bis 90 m²/g und vorzugsweise von 15 bis 80 m²/g ist, wirksam bei der Reduzierung des Reibungskoeffizienten. Da weiterhin im Hinblick auf die Verbesserung der Leitfähigkeit der erste Ruß, da er eine Ölabsorption von nicht weniger als 110 ml/100 g zeigt, relativ leicht einen strukturellen Aufbau bildet, führt dies dazu, sowohl eine hohe Leitfähigkeit als auch eine geringe Reibung zu erhalten.
Insbesondere bildet der zweite Ruß, wenn er einen hohen BET-Wert hat und eine geringe Ölabsorption, keinen strukturellen Aufbau. Ein solcher Ruß rauht die Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums nicht auf, auch wenn seine Zugabemenge erhöht wird. Der erste Ruß bildet sehr leicht einen strukturellen Aufbau, da er einen niedrigen BET-Wert hat, jedoch eine hohe Ölabsorption. Ein derartiger Ruß verringert den Reibungskoeffizienten, wenn er gleichmäßig auf der Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums vorhanden ist (wobei allerdings eine übermäßig große Ölabsorption unerwünscht ist wegen der Erhöhung der Viskosität der magnetischen Überzugsflüssigkeit). Der erste Ruß hat eine hohe Leitfähigkeit, zeigt jedoch keine Leitfähigkeit, wenn er in einer Magnetschicht dispergiert ist. Wenn allerdings der erste Ruß in Kombination mit dem zweiten Ruß verwendet wird, zeigt er eine Leitfähigkeit. Dies liegt wahrscheinlich daran, daß der zweite Ruß die durch den ersten Ruß gebildeten Strukturzwischenräume ausfüllt.
Der BET-Wert des obigen zweiten Rußes liegt vorzugsweise bei 50 m²/g bis 400 m²/g.
Um den oben genannten Effekt zu erhalten, beträgt in der vorliegenden Erfindung die Zugabe des Rußes als Gesamtmenge des ersten und zweiten Rußes vorzugsweise 1 bis 20 Gewichtsteile zu 100 Gewichtsteile eines magnetischen pulverförmigen Materials, bevorzugter 1,5 bis 15 Gewichtsteile und am bevorzugtesten 2 bis 10 Gewichtsteile. Der gewünschte Verhältnisbereich der beiden Ruße ist: der bevorzugte Gewichtsanteil des zweiten Rußes zu dem ersten Ruß liegt im Bereich von 5 : 5 bis 9,99 : 0,01.
Zu nützlichen Beispielen des zweiten zu verwendenden Rußes in dieser Erfindung gehören z. B. Raven 1035 (BET 95 m²/g, DBP 56 ml/100 g) und Raven-1255 (BET: 125 m²/g, DBP 56 ml/100 g), hergestellt von Columbian Carbon; Black Pearls-1000 (BET: 343 m²/g, DBP: 104 ml/100 g) von Cabot; CF-9 (BET: 60 m²/g, DBP: 65 ml/100 g) von Mitsubishi Chemical Industry Co. Zu nützlichen Beispielen des ersten Rußes gehören z. B. HS-100 (BET: 32 m²/g, DBP 180 ml/100 g, Teilchengröße 53 nm), hergestellt von Denka Co.; # 22D (BET: 55 m²/g, DBP: 131 ml/100 g, Teilchengröße 40 nm), # 20B (BET: 56 m²/g, DBP: 115 ml/100 g, Teilchengröße 40 nm), # 3500 (BET: 47 m²/g, DBP 187 ml/100 g, Teilchengröße 40 nm) von Mitsubishi Chemical Industry Co.
Der zuvor genannte Begriff "spezifische Oberfläche nach BETE" impliziert die Oberfläche pro Gewichtseinheit und ist eine physikalische Menge, die unterschiedlich ist von der durchschnittlichen Teilchengröße; zum Beispiel gibt es teilchenförmige Materialien, die die gleiche durchschnittliche Teilchengröße haben, sich jedoch in der spezifischen Oberfläche unterscheiden. Die Messungen der spezifischen Oberfläche nach BET können in der Weise erfolgen, daß zum Beispiel ein magnetisches pulverförmiges Material zuerst einer Wärmebehandlung bei 250ºC für 30 bis 60 Minuten zur Entlüftung unterzogen werden, um dadurch Adsorbate daraus zu entfernen, und es anschließend in ein Meßinstrument überführt wird, dessen anfänglicher Stickstoffdruck im Inneren auf 0,5 kg/m² festgelegt wird, wodurch eine Adsorptionsmessung mit Stickstoff bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs (-195ºC) stattfindet (das BET-Meßverfahren für die spezifische Oberfläche, das im allgemeinen als "B.E.T.-Verfahren" bezeichnet wird: für weitere Details wird Bezug genommen auf J.A. Chem. Soc. 60, 309 (1938)). Als Meßinstrument zur Verwendung bei der Messung der spezifischen Oberfläche, dem BET-Wert, kann ein Pulver-Fluid- Meßinstrument "Quantasorb" (zusammen hergestellt von Yuasa Battery Co. und Yuasa Ionic Co.) verwendet werden. Die allgemeine Erläuterung zur spezifischen Oberfläche und ihres Meßverfahrens ist detailliert beschrieben in "Funtai no Skutei" ("Messung von Pulver") (von J.M. Dallavalle und Clydeorr Jr.; übersetzt ins Japanische von Benda et al.; veröffentlicht von Sangyo Tosho Publishing Co.) und auch in "Kagaku Benran" ("Handbuch der Chemie") (Abschnitt Praktische Anwendung, S. 1170-1171, bearbeitet von der Chemischen Gesellschaft, Japan; veröffentlicht am 30. April 1966 von Maruzen Ltd.) (das obige "Kagaku Benran" verwendet lediglich "Oberfläche (m²/g)" für die "spezifische Oberfläche", jedoch ist die "Oberfläche" in der Bedeutung identisch mit dem Begriff "spezifische Oberfläche", wie er in dieser Beschreibung verwendet wird.).
Hinsichtlich der oben genannten "Ölabsorption (DBP-Verfahren)", wird DBP (Dibutylphthalat) nach und nach zu 100 g eines pulverförmigen Pigmentes hinzugegeben, und der Zustand des Pigmentes wird während des Knetens mit dem DBP beobachtet. Der ml-Wert des DBP zu dem Zeitpunkt, wo das Pigment sich vom diffusen dispergierten Zustand zu Stücken verändert, wird als DBP-Ölabsorption aufgenommen.
In der vorliegenden Erfindung können die Magnetschicht, die Schutzschicht, die rückseitige Überzugsschicht oder andere Komponentenschichten des magnetischen Aufzeichnungsbandes dieser Erfindung durch Einsatz üblicher Techniken gebildet werden.
Die Ausführungsform des magnetischen Aufzeichnungsmediums dieser Erfindung wird nachfolgend durch die Zeichnungen erläutert.
So ist zum Beispiel in Fig. 1 der Träger 1 mit einer Magnetschicht 2 ausgestattet, und auf der Rückseite des Trägers zur Magnetschicht 2 ist eine BC-Schicht 3 vorgesehen. Diese BC-Schicht kann vorhanden sein, sie kann aber auch nicht vorhanden sein. Die Magnetschicht enthält das zuvor genannte Metallmagnetpulver und den ersten und zweiten Ruß und kann weiterhin ein Gleitmittel enthalten (wie z. B. Siliconöl, Graphit, Molybdändisulfid oder Wolframdisulfid) und auch nichtmagnetische Schleifmittelteilchen. Als Schleifmittel können Aluminiumoxid (wie α-Al&sub2;O&sub3; (Korund)), künstlicher Korund, Elektrokorund, Siliciumcarbid, Chromoxid, Diamant, künstlicher Diamant, Granat oder Schmirgel (Hauptsubstituenten: Korund und Magnetit) verwendet werden. Der Schleifmittelgehalt beträgt vorzugsweise nicht mehr als 20 Gewichtsteile zu dem Gewicht des magnetischen Pulvermaterials, und dessen durchschnittliche Teilchengröße beträgt vorzugsweise nicht mehr als 0,5 um, bevorzugter nicht mehr als 0,4 um.
Als Bindemittel für die Magnetschicht, wie bereits vorher genannt, kann ein Polyurethan verwendet werden, das durch die Reaktion zwischen einem Polyol und einem Polyisocyanat synthetisiert werden kann. Wenn ein Phenoxyharz und/oder ein Copolymeres vom Vinylchlorid-Typ ebenfalls zusammen mit dem Polyurethan in die Magnetschicht eingebracht wird, kann die Dispergierfähigkeit des Magnetpulvers verbessert werden, wodurch eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit der Schicht erfolgt, allerdings mit der Maßgabe, daß die Verwendung des Phenoxyharzes und/oder des Copolymeren vom Vinylchlorid-Typ allein eine übermäßige Härtung der Schicht hervorruft, dies jedoch verhindert werden kann durch das Vorhandensein des Polyurethans, was zu einer Verbesserung der Haftung der Schicht an dem Träger oder an der Zwischenschicht führt. Abgesehen von den oben genannten Materialien kann als Bindemittel auch ein Harz vom Cellulose-Typ, ein thermoplastisches Harz, ein wärmehärtbares Harz, ein Harz vom Reaktiv-Typ oder ein Elektronenstrahl-härtbares Harz ebenfalls verwendet werden.
Zu der BC-Schicht 3 können auch die gleichen Ruße, Fettsäuren und deren Ester zugesetzt werden, wie sie in der Magnetschicht 2 verwendet wurden.
Das in Fig. 1 gezeigte magnetische Aufzeichnungsmedium kann ein solches ein, das eine Zwischenschicht hat (nicht gezeigt) zwischen der Magnetschicht 2 und dem Träger 1, oder die Zwischenschicht kann nicht vorgesehen sein (dies wird nachfolgend vorausgesetzt). Alternativ dazu kann der Träger einer Koronaentladungsbehandlung unterworfen worden sein.
Als Träger 1 kann ein beliebiges der verschiedenen Materialien verwendet werden, wie sie zuvor genannt wurden.
Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel des magnetischen Aufzeichnungsmediums, wobei eine Überzugsschicht oder eine OC- Schicht 4 auf der Magnetschicht 2 des Mediums von Fig. 1 vorgesehen ist. Die OC-Schicht 4 ist zum Zwecke des Schutzes der Magnetschicht 2 vorgesehen, so daß die Oberfläche der OC- Schicht 4 in gleicher Weise glatt sein muß. Dementsprechend kann als Bindemittelharz für die OC-Schicht das zuvor für die Verwendung bei der Bildung der Magnetschicht 2 genannte Urethanharz eingesetzt werden (vorzugsweise in Kombination mit einem Phenoxyharz und/oder einem Copolymeren vom Vinylchlorid- Typ). Die Oberflächenrauhheit der OC-Schicht 4, insbesondere in Verbindung mit dem Farbstoff S/N, sollte betragen Ra ≤ 0,01 um und Rmax ≤ 0,13. In diesem Beispiel ist es wünschenswert, daß der Träger 1 ein glatter Träger ist mit einer Oberflächenrauhheit von ≤ 0,01 pm und einem Rmax ≤ 0,01.
Fig. 3 zeigt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das auf einer Magnetscheibe aufgebaut ist, wobei die Magnetschicht 2 und die OC-Schicht 4 beide ähnlich denen sind, wie sie oben beschrieben wurden und auf beiden Seiten des Trägers 1 vorgesehen sind. Die OC-Schicht 4 kann ein Bindemittelharz enthalten, das hauptsächlich aus dem zuvor genannten Urethanharz besteht.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird detailliert durch die folgenden Beispiele dieser Erfindung erläutert. Der Begriff "Teil(e)", wie er nachfolgend verwendet wird, betrifft jeweils Gewichtsteil(e).
Die Proben 1 bis 3 und die Vergleichsproben 1 bis 3 wurden hergestellt.

Probe 1

Magnetische Überzugszusammensetzung

Ferromagnetisches Metallpulver
(Spezifische Oberfläche 40 m²/g) 100 Teile
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymeres 13 Teile
Polyurethanharz 7 Teile
α-Al&sub2;O&sub3; 5 Teile
Myristinsäure (Neutralisationszahl 245,7) 1 Teil
Butylstearat 1 Teil
Lecithin 3 Teile
Ruß (1) (durchschnittliche Teilchengröße 53 nm, DBP 180 ml/100 g, BET: 32 m²/g) 1 Teil
Cyclohexanon 130 Teile
Toluen 70 Teile
Die obige magnetische Überzugszusammensetzung und drei Teile eines multifunktionellen Isocyanates als Härtungsmittelbestandteil wurden vermischt und dispergiert, wodurch man eine magnetische Überzugsflüssigkeit erhielt. Die Überzugsflüssigkeit wurde auf einen 10 um dicken nichtmagnetischen Träger aus Polyethylenterephthalat aufgebracht. Danach wurde die überzogene Magnetschicht, bevor sie getrocknet wurde, einer Magnetfeld-Orientierungsbehandlung unterzogen und weiterhin, nachdem sie getrocknet worden war, auf eine Dicke von 3 um kalandriert. Diese wurde in 8 mm breite Bandrollen zerschnitten, wodurch eine Probe eines 8 mm Videobandes erhalten wurde.

Probe 2

Eine 8 mm Videobandprobe wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme dessen, daß Ruß (2) (durchschnittliche Teilchengröße 16 nm, DBP 104 ml/100 g, BET 343 m²/g) zusätzlich in der magnetischen Überzugszusammensetzung der Probe 1 eingesetzt wurde.

Probe 3

Eine 8 mm Videobandprobe wurde hergestellt in gleicher Weise wie bei Probe 1, mit Ausnahme dessen, daß das ferromagnetische Metallpulver mit der spezifischen Oberfläche von 40 m²/g ersetzt wurde durch ein solches, das eine spezifische Oberfläche von 45 m²/g hatte.

Vergleichsprobe 1

Eine Bandprobe eines 8 mm Videobandes wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme dessen, daß Caprylsäure (Neutralisationszahl 389,1) in der gleichen Quantität verwendet wurde anstelle der Myristinsäure.

Vergleichsprobe 2

Eine Bandprobe eines 8 mm Videobandes wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, mit Ausnahme dessen, daß sowohl der Ruß (1) als auch der Ruß (2) ersetzt wurden durch 5 Teile Ruß (3) (durchschnittliche Teilchengröße 280 nm, DBP 36 ml/100 g).

Vergleichsprobe 3

Eine Bandprobe eines 8 mm Videobandes wurde in gleicher Weise wie die Probe 1 hergestellt, mit Ausnahme dessen, daß das ferromagnetische Metallpulver der spezifischen Oberfläche 40 m²/g ersetzt wurde durch die gleiche Menge eines solchen mit einer spezifischen Oberfläche von 30 m²/g.
Jede dieser oben hergestellten Bandproben wurden überprüft in Hinblick auf die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft, die Laufdauer im Ruhemodus (die Zeit, die erforderlich ist bis die Reproduktions-Ausgangsleistung eines Ruhebildes auf 2,0 dB fiel, ist in Minuten angegeben), die beim Drop-out auftretende Frequenz und dessen Reibungskoeffizient. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1
Die durch die Proben 1 und 2 erhaltenen 8 mm Bandproben sind hoch hinsichtlich der Reproduktions-Ausgangsleistung (Output) und niedrig beim Reibungskoeffizienten, und sie sind auch verbessert bei der Ruhemoduslaufdauer im Vergleich mit der 8 mm Bandprobe im Vergleichsbeispiel 1, die die Fettsäure mit einer Neutralisationszahl von größer als 250 enthielt.
Die durch Probe 3 erhaltene 8 mm Bandprobe ist eine, bei der ferromagnetisches Metallpulvermaterial mit einer spezifischen Oberfläche von 45 m²/g verwendet wurde, sie ist jedoch sogar verbesserter hinsichtlich der Reproduktions-Ausgangsleistung als die Probe 1 und sie ist nahezu gleich hinsichtlich der Ruhemoduslaufdauer, des Reibungskoeffizienten und der Drop-out-Frequenz bei Probe 1.
Die als Vergleichsprobe 2 erhaltene Probe ist eine solche, bei der ein Ruß verwendet wurde, dessen durchschnittliche Teilchengröße 280 nm groß war und dessen DBP-Ölabsorption 36 ml/100 g klein war anstelle des in Probe 1 verwendeten Rußes, und sie zeigt eine sehr große Frequenz der Drop-out-Erscheinung und eine verringerte Reproduktions-Ausgangsleistung.
Die Probe bei der Vergleichsprobe 4 ist eine solche, bei der ein ferromagnetisches Metallpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 30 m²/g verwendet wurde und die eine beträchtlich verringerte Reproduktions-Ausgangsleistung im Vergleich mit der von Beispiel 1 zeigt.
Anschließend wurden Proben hergestellt, die magnetische Überzugszusammensetzungen enthielten mit den folgenden Bestandteilen in den Anteilen, wie sie in Tabelle 2 aufgeführt sind. Die Herstellung erfolgte auffolgende Weise: Jede dieser Zusammensetzungen wurde mittels einer Kugelmühle dispergiert, um dadurch eine magnetische Pulver-dispergierte Überzugsflüssigkeit zu erhalten, wobei zu der Überzugsflüssigkeit 15 Teile eines Polyisocyanates zugegeben wurden und das Gemisch anschließend mittels eines Extruder-Coaters auf eine Seite eines Basisträgers von 10 um Dicke aus Polyethylenterephthalat aufgetragen wurde und anschließend getrocknet wurde. Die aufgetragenen Schicht wurde anschließend einer Oberflächenbehandlung mittels eines Hochleistungskalanders unterzogen und dann in 8 mm breite Bandrollen zerschnitten, wodurch man 8 mm Videobandproben erhielt. Die durchschnittliche Dicke der erhaltenen Magnetschicht betrug 3 um.
Jede der Videobandproben wurde in Hinblick auf die folgenden Punkte gemessen, und es wurden die in der folgenden Tabelle 3 aufgeführten Ergebnisse erhalten.

RF-Ausgangsleistung (Output):

Ein VTR-Deck für die RF-Ausgangsleistungsmessung wurde verwendet, die RF-Ausgangsleistung bei 5 MHz zu messen, und der daraus erhaltene Wert (in dB) nach 100facher Wiederholung des Playbacks jedes Bandes wurde verglichen mit dem von Vergleichsbeispiel 1, das als Referenzband eingesetzt wurde.

Lumi S/N:

Ein Geräuschmeßgerät (925D/1), hergestellt von Shibasoku Co., wurde zur Messung des Lumi S/N eines jeden Bandes verwendet. Der Meßwert ist als Differenz des Bandes vom Vergleichsbeispiel 1 unter Bezug auf das Referenzband (0 dB) angegeben. Die Messung erfolgte mit einem Hochpaßfilter bei 4,2 MHz und einem Tiefpaßfilter bei 10 KHz.

Chroma S/N:

ähnlich wie die RF-Ausgangsleistung.

Spezifischer Widerstand der Oberfläche:

gemessen unter Verwendung eines Oberflächenpotentiometers.

Drop-out:

Anzahl der Defekte, die auf dem reproduzierten Bildschirmbild erschienen.

Abriebtest:

Nach Durchlauf jedes Bandes wurde der Grad an Staubteilchen, die vom Band auf den Kopf, die Zylinder und Andruckrollen des VTR-Decks "abgeworfen" wurden durch Augenschein begutachtet. In Tabelle 3 bedeutet "A" nahezu keine Staubteilchen, "B" wenig Staubteilchen und "C" deutliche Staubteilchen. Tabelle 2 Probe Nr. Ferromagnetisches Metallpulver Zusammensetzung BET (m²/g) VC-VA-Copolymeres Polyurethan Aluminiumoxid Myristinsäure Caprylsäure Butylstearat Lecithin Cyclohexanon Toluen Ruß BET (m²/g) DBP (ml/100 g) durchschn. Teilchengröße Ruß BET (m²/g) DBP (ml/100 g) VC-VA-Copolymeres: Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeres Tabelle 2 (Fortsetzung) Probe Nr. Ferromagnetisches Metallpulver Zusammensetzung BET (m²/g) VC-VA-Copolymeres Polyurethan Aluminiumoxid Myristinsäure Caprylsäure Butylstearat Lecithin Cyclohexanon Toluen Ruß BET (m²/g) DBP (ml/100 g) durchschn. Teilchengröße Ruß BET (m²/g) DBP (ml/100 g) VC-VA-Copolymeres: Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeres * C: Vergleichsprobe Tabelle 2 (Fortsetzung) Probe Nr. Ferromagnetisches Metallpulver Zusammensetzung BET (m²/g) VC-VA-Copolymeres Polyurethan Aluminiumoxid Myristinsäure Caprylsäure Butylstearat Lecithin Cyclohexanon Toluen Ruß BET (m²/g) DBP (ml/100 g) durchschn. Teilchengröße Ruß BET (m²/g) DBP (ml/100 g) VC-VA-Copolymeres: Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeres C: Vergleichsprobe Tabelle 3 Probe Nr. RF-Output Lumi Chroma spezif. Oberfl. Widerstand Drop-out Koeffiz. d. kinematischen Reibung Abrieb nach Lauf Verstopfung am Kopf keine vorhanden
Aus diesen Ergebnissen ist zu entnehmen, daß die Proben der vorliegenden Erfindung, insbesondere solche Proben, bei denen unterschiedliche Ruße zusammen verwendet wurden, ausgezeichnet waren bei den folgenden Punkten:
(1) Es kann eine elektromagnetische Umwandlungseigenschaft auf hohem Niveau erhalten werden.
(2) Ein spezifischer Widerstand (Leitfähigkeit) der Oberfläche von nicht mehr als 1·10¹&sup0; Ω/sq kann erhalten werden. Als Ergebnis lagert sich kaum Staub auf der Oberfläche ab, was zu einer Verringerung des Drop-out führt.
(3) Der Reibungskoeffizient der Oberfläche der Magnetschicht kann verringert werden. Dementsprechend kann ein Aufzeichnungsmedium erhalten werden, das hinsichtlich der Laufdauer ausgezeichnet ist.
(4) Der Koeffizient der kinetischen Reibung ist besonders klein, so daß ein Abrieb bei wiederholtem Lauf des Magnetbandes kaum auftritt.
(5) Die elektromagnetische Umwandlungseigenschaft läßt nicht nach, sogar bei einer großen Menge der Ruße, so daß die Verringerung der Schichtdicke von z. B. dem 8 mm Videoband zustande gebracht werden kann.
Auch in den vorangegangenen Zusammensetzungen der Probe 7 und des Vergleichsbeispiels 4 wurden die entsprechenden Gesamtmengen des ersten und zweiten Kohlenstoffrußes verringert, wobei ihr Anteil gleich gehalten wurde, und die RF-Ausgangsleistungswerte davon wurden gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Form der Kurve I und der Kurve II in Fig. 4 aufgeführt. Aus den Kurven ist zu entnehmen, daß die Beispiele nach dieser Erfindung eine signifikante geringe Abnahme der Ausgangsleistung zeigen trotz der großen Zugabemenge der Ruße im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel.
Bei Verwendung des obigen 2. und 1. Rußes in Kombination war man in der Lage, wenn der Anteil beider Ruße gemäß Fig. 5 und Fig. 6 variiert wurde, den niedrigen Koeffizienten des Reibung-habenden Aufzeichnungsmediums mit keiner Verschlechterung der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaft zu erhalten in dem Gewichtsanteilsverhältnis von 2. Ruß zu 1. Ruß von (5 : 5) bis (9,99 : 0,01).
Wie beschrieben wurde, kann eine hohe Ausgangsleistung nicht erhalten werden, wenn nicht der BET-Wert des 2. Rußes von 50 m²/g bis zu 900 m²/g liegt, und sie kann verbessert werden unter der Bedingung, daß deren Ölabsorption weniger als 110 ml/100 g beträgt, und weiterhin kann der Reibungskoeffizient in großem Maße verringert werden, wenn der BET-Wert des 1. Rußes von 15 m²/g bis zu 80 m²/g beträgt, und der spezifische Widerstand der Oberfläche kann verringert werden, solange dessen Ölabsorption nicht kleiner als 10 ml/100 g ist. Somit ist zu entnehmen, wie signifikant vorteilhaft es ist, diese Merkmale auf die spezifischen Bereiche dieser Erfindung zu begrenzen.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, das einen nichtmagnetischen Träger umfaßt, der darauf eine magnetische Aufzeichnungsschicht hat, die eine Magnetschicht umfaßt, die ein ferromagnetisches Metallpulver enthält, wobei das ferromagnetische Metallpulver eine spezifische Oberfläche nach BET von nicht weniger als 40 in²/g hat, und die magnetische Aufzeichnungsschicht eine Fettsäure enthält, die eine Neutralisationszahl von nicht mehr als 250 hat, einen Ester der Fettsäure und einen Ruß, der eine DBP-Ölabsorption von nicht weniger als 110 ml/100 g hat und eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als 60 nm.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin das ferromagnetische Pulver Aluminium umfaßt.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, worin die spezifische Oberfläche nach BET des ferromagnetischen Metallpulvers im Bereich von 45 m²/g bis 90 m²/g liegt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bis 3, worin die Gesamtmenge der Fettsäure und des Fettsäureesters nicht mehr als 10 Teile pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers beträgt, das in der magnetischen Aufzeichnungsschicht enthalten ist.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, worin die Gesamtmenge der Fettsäure und Fettsäureester 1 bis 9 Teile pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers beträgt, das in der magnetischen Aufzeichnungsschicht enthalten ist.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bis 5, worin die Neutralisationszahl der Fettsäure 110 bis 250 beträgt.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bis 6, worin die spezifische Oberfläche des Rußes nach BET 15 m²/g bis 90 m²/g beträgt.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bis 7, worin der DBP-Ölabsorptionswert des Rußes 111 ml/100 g bis 500 ml/100 g beträgt.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bis 7, worin der DBP-Ölabsorptionswert des Rußes 160 ml/100 g bis 300 ml/100 g beträgt.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bis 9, worin die Menge des Rußes, der in der magnetischen Aufzeichnungsschicht vorhanden ist, 0,1 bis 6 Teile pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers, das in der magnetischen Aufzeichnungsschicht vorhanden ist, beträgt.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 bis 10, worin die magnetische Aufzeichnungsschicht einen weiteren Ruß enthält, der eine DBP-Ölabsorption von weniger als 110 ml/100 g und eine spezifische Oberfläche nach BET von 50 m²/g bis 900 m²/g hat.

12. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, worin die spezifische Oberfläche nach BET des anderen Rußes 50 m²/g bis 400 m²/g beträgt.

13. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11 und 124 worin die DBP-Ölabsorption des anderen Rußes 20 ml/100 g bis zu 110 ml/100 beträgt.

14. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11 bis 13, worin die Gesamtmenge des Rußes und des anderen Rußes 1 bis 20 Teile pro 100 Gewichtsteile ferromagnetisches Metallpulver, das in der ferromagnetischen Schicht enthalten ist, beträgt.

15. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 14, worin die Gesamtmenge des Rußes und des anderen Rußes 1,5 bis 15 Teile pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers, das in der ferromagnetischen Schicht enthalten ist, beträgt.

16. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 15, worin die Gesamtmenge des Rußes und des anderen Rußes 2 bis 10 Teile pro 100 Gewichtsteile des ferromagnetischen Metallpulvers, das in der ferromagnetischen Schicht enthalten ist, beträgt.

17. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11 bis 16, worin der Gewichtsanteil des Rußes zu dem des anderen Rußes im Bereich von 5 : 5 bis 0,01 : 9,99 beträgt.