DE69102732T2

DE69102732T2 - Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE69102732T2
Application number: DE69102732T
Authority: DE
Inventors: Naoyoshi Chino; Shinji Saito
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2011-04-26
Also published as: EP0454139A2; JPH0410216A; US5158822A; EP0454139A3; EP0454139B1; DE69102732D1

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Audio- oder Video-Aufzeichnungsmedium mit ausgezeichneten elektromagnetischen Eigenschaften.
In den letzten Jahren wurden als Antwort auf eine starke Nachfrage für eine ausgezeichnete Ton- und Bildqualität verschiedene Techniken entwickelt, um die elektromagnetischen Eigenschaften magnetischer Aufzeichnungsmedien zu verbessern.
Die vorgeschlagenen Techniken schließen solche ein, die auf die Intensität des aufgezeichneten magnetischen Feldes und die Aufzeichnungstiefe gerichtet sind, wobei zwei magnetische Schichten zur Verbesserung der elektromagnetischen Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden.
Typischerweise werden bei diesen Techniken zwei magnetische Schichten verwendet, wobei Hc der unteren, dem Träger am nächstliegenden Schicht niedriger ist als die der oberen Schicht, um das Aufzeichnen in der Tiefe der magnetischen Schicht zu erleichtern, so daß die elektromagnetischen Charakteristiken der magnetischen Aufzeichnungsmedien verbessert sind. Aufzeichnen in den "Tiefen" der magnetischen Schicht wie hier verwendet, bezieht sich auf das Aufzeichnen, das unterhalb der Oberfläche der magnetischen Schicht auftritt, und in unterschiedlicher Entfernung orthogonal zu der ebenen Oberfläche der magnetischen Schicht. Beispiele dieser Techniken schließen solche ein, die in JP-B-52-28364 (der Ausdruck "JP- B" wie hier verwendet, bedeutet eine geprüfte japanische Patentveröffentlichung und JP-A-60-124025, 60-256917, 52-51908, 56-30608, 59-167845, 58-64634 und 61-214223 (der Ausdruck "JP- A" wie hier verwendet, bedeutet eine "nicht geprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung") beschrieben sind.
Jedoch erfüllt selbst das oben beschriebene magnetische Aufzeichnungsmedium nicht die gegenwärtige Forderung nach ausgezeichneten elektromagnetischen Eigenschaften.
Weiterhin ist mit der Diversifikation der Systeme zum Aufzeichnen auf magnetischen Aufzeichnungsmedien die Einstellung von Hc der zwei magnetischen Schichten nicht notwendigerweise adäquat für sämtliche Aufzeichnungssysteme.
Es wurde gefunden, daß, obwohl die magnetischen Aufzeichnungsmedien an eine Zahl unterschiedlicher Aufzeichnungssysteme, wie FM-Video-Signalaufzeichnen, digitales Videoaufzeichnen, HiFi-Tonaufzeichnen, analoges Tonaufzeichnen und digitales Tonaufzeichnen, angeglichen werden müssen, selbst verschiedene magnetische Aufzeichnungsmedien umfassend zwei schichten, schon gar nicht herkömmliche einschichtige magnetische Aufzeichnungsmedien, nicht zufriedenstellend sind, da verschiedene Aufzeichnungssysteme verschiedene magnetische Aufzeichnungsfelder schaffen und verschiedene Aufzeichungstiefen verwenden.
Es wurde auch gefunden, daß bei Erhöhung des Unterschieds zwischen den zwei magnetischen Schichten, um den Output des Aufzeichnens in der Tiefe der magnetischen Schicht zu erhöhen, die Frequenzcharakteristiken im mittleren Bereich verschlechtert werden oder sich ein Rauschen ergibt, und auf diese Weise die praktischen Audio- und Videoqualitäten nachteilig beeinflußt werden.
Um diese Probleme zu lösen, wurde in JP-A-59-167845 ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer Dreischichtstruktur vorgeschlagen. Jedoch wurde gefunden, daß selbst solch ein dreischichtiges magnetisches Aufzeichnungsmedium keine genügenden elektromagnetischen Charakteristiken schafft, da jede dieser Schichten, insbesondere die äußerste Schicht relativ dick ist. Bei einem Aufzeichnungssystem für kurze Wellenlängen, wie insbesondere beim Videoaufzeichnen und digitalem Aufzeichnen, sind die Vorteile solch einer Struktur mit drei oder mehr Schichten nicht realisiert, wenn nicht die äußerste Schicht dünn aufgetragen ist.

INHALT DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, welches an eine Verschiedenheit von Aufzeichnungssystemen angeglichen ist, einschließlich dem FM-Video-Signalaufzeichnen, digitalem Videoaufzeichnen, HiFi-Audio- Aufzeichnen, analogen Audio-Aufzeichnen und digitalem Aufzeichnen.
Die obige und andere Aufgabe der Erfindung wird aus der folgenden genauen Beschreibung und Beispielen ersichtlich.
Nach intensiven Untersuchungen haben die Erfinder gefunden, daß ein neues magnetisches Aufzeichnungsmedium mit drei oder mehr Schichten die oben beschriebenen Probleme lösen kann. Insbesondere haben die Erfinder durch Auswahl einer vorbeschriebenen Dicke und einer Hc für jede dieser Schichten ein magnetisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, welches ausgezeichnete elektromagnetische Eigenschaften unabhängig von dem zu verwendenden Aufzeichnungsmedium besitzt.
Es sind eine beträchtliche Zeit und Einrichtungen erforderlich, um Dispersionen, enthaltend unterschiedliche ferromagnetische Pulver, für unterschiedliche Schichten herzustellen.
Die Erfinder haben auch gefunden, daß das Mischen einer Beschichtungslösung für die äußerste Schicht mit einer relativ hohen Hc und einer Beschichtungslösung für die unterste Schicht mit einer relativ niedrigen Hc eine Beschichtungslösung schafft mit einer Hc, die geeignet ist für eine Zwischenschicht, und so die Herstellung der für eine Multischichtstruktur notwendigen Dispersionen erleichtert ist.
Es wurde weiterhin gefunden, daß ein produkt, das durch Beschichten einer Zwischenschicht-Dispersion, hergestellt durch Mischen zweier oder mehrerer Beschichtungslösungen zur Schaffung einer Zwischenschicht mit den gewünschten Charakteristiken erhalten wurde, im Vergleich zu einem Produkt, das erhalten wurde aus Beschichtungsdispersionen mit unterschiedlichen ferromagnetischen Teilen für unterschiedliche Schichten keine oder nur wenig Unterschied in den elektromagnetischen Charakteristiken zeigt. Solch ein Vergleich zeigt eher, daß die erstere weniger Rauschen beim Aufzeichnen der Signale mit relativ langer Wellenlänge (beispielsweise Chromasignal beim Videoaufzeichnen) zeigt.
Das oben erwähnte Ziel der Erfindung wird erreicht durch Schaffung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums umfassend einen nicht-magnetischen Träger mit wenigstens drei darauf angeordneten magnetischen Schichten, wobei jede Schicht ein in einem Bindemittel dispergiertes ferromagnetisches Pulver enthält, wobei die äußerste, am weitesten vom Träger angeordnete magnetische Schicht eine Trockendicke von 1 um oder weniger besitzt, und jede der wenigstens drei magnetischen Schichten jeweils eine Koarzetivkraft Hc (Oe) zeigt, welche die folgenden Beziehungen erfüllt:
worin H&sub1; die Hc der äußersten magnetischen Schicht bedeutet und wenigstens 700 Oe beträgt; Hn die Hc der magnetischen Schicht, welche die n-te Schicht von der äußersten Magnetschicht ist und angeordnet ist zwischen der äußersten Schicht und dem nicht-magnetischen Träger repräsentiert; und Dn repräsentiert die Entfernung (um) von der obersten Oberfläche der äußersten Magnetschicht zu der obersten Oberfläche der n-ten Schicht.
Weiterhin wird das obige Ziel der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums erreicht, umfassend die Schritte: Kneten und Dispergieren eines ersten ferromagnetischen Pulvers in einem Bindemittel zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungslösung mit einer Hc von Hn für die unterste Schicht, die am nächsten zu dem nicht- magnetischen Träger angeordnet ist, Kneten und Dispergieren eines zweiten ferromagnetischen Pulvers in einem Bindemittel zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungslösung mit einer Hc von H&sub1; unterschiedlich zu Hn für die äußerste Schicht, Mischen der magnetischen Beschichtungslösung für die unterste Schicht und der magnetischen Beschichtungslösung für die äußerste Schicht in solch einem Verhältnis, daß wenigstens eine magnetische Beschichtungslösung für eine Zwischenschicht mit einer vorbestimmten Hc zwischen derjenigen der untersten und äußersten Schichten geschaffen wird, gleichzeitiges Beschichten der magnetischen Beschichtungslösung für die unterste Schicht, der einen oder mehreren magnetischen Beschichtungslösungen für die Zwischenschicht, und der magnetischen Beschichtungslösung für die äußerste Schicht auf nicht-magnetischen Träger zur Ausbildung einer Vielzahl von magnetischen Schichten, Unterziehen der magnetischen Schichten einer Orientierungsbehandlung, Trocknen der magnetischen Schichten und anschließendes Kalandrieren des magnetischen Aufzeichnungsmediums.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Im Weg des Beispiels und der Vervollständigung der Beschreibung wird auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen.
Die Figur zeigt eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Mischen magnetischer Beschichtunglösungen im Einklang mit der Erfindung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Beziehung zwischen der gesamten Dicke der aufbauenden Magnetschichten, der Stellung von der Oberfläche und Hc jeder der das magnetische Aufzeichnungsmedium aufbauenden Schichten, umfassend drei oder mehrere magnetische Schichten und vorzugsweise drei bis fünf magnetische Schichten. Wie hier verwendet, gibt die "oberste" Oberfläche der magnetischen Schicht die Oberfläche an, die vom Träger am entferntesten ist. Die Entfernung Dn ist die vertikale Entfernung von der obersten Oberfläche der äußersten magnetischen Schicht, die am weitesten vom Träger angeordnet ist, bis zu der obersten Oberfläche der n-ten magnetischen Schicht. Die Dicke der magnetischen Schicht ist die Trockendicke. Die Beziehung (I) wird auf den Fall angewandt, bei dem die gesamte kombinierte Trockendicke der magnetischen Schichten 1 um oder weniger beträgt oder auf eine individuelle magnetische Schicht mit Dn von 1 um oder weniger. Die Beziehung (II) wird auf eine individuelle magnetische Schicht mit Dn von mehr als 1 um bis 4 um angewandt. Bei einer dreischichtigen magnetischen Schichteinheit der Erfindung sind die Entfernungen D&sub2; und D&sub3; vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 1,0 um und mehr als 1,0 um. Bei einer erfindungsgemäßen vierschichtigen magnetischen Schichteinheit sind die Entfernungen D&sub2;, D&sub3; und D&sub4; vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,5 um, mehr als 0,5 bis 1,0 um und mehr als 1,0 um.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium schafft eine bemerkenswerte Verbesserung der elektromagnetischen Eigenschaften, wie dem Video-Output, dem chromatischen Output, dem chromatischen S/N, dem FM-Audio-Output und dem Audio-Output durch Erfüllung dieser Beziehungen. Obwohl keine Beschränkung auf irgendeine bestimmte Anwendungstheorie besteht, ist das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium aus folgenden Gründen exzellent bezüglich der elektromagnetischen Charakteristiken.
Bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium für bias AC analoges Aufzeichnen eines Signals mit einer relativ langen Wellenlänge schaffen die magnetischen Schichten, die in einer Entfernung von mehr als 1 um von der Oberfläche der äußersten magnetischen Schicht angeordnet sind, und welche ein niedriges magnetisches Aufzeichnungsfeld erfahren, ein leichtes Aufzeichnen und einen verbesserten Output wenn Hc der magnetischen Schicht vermindert wird. Dies basiert auf der Erkenntnis der Erfinder, daß eine Optimum Hc geschaffen werden kann in Abhängigkeit der Entfernung von jeder Schicht zum Magnetkopf, um gleichförmig die Wiedergabe bei verschiedenen Frequenzen zu verbessern. Es wurde auch durch die Erfinder gefunden, daß die verschlechterten Frequenzcharakteristiken im mittleren Frequenzbereich, die bei dem Zweischichtstrukturen im Stand der Technik vorhanden ist, eliminiert werden können durch Schaffung dreier oder mehrerer magnetischer Schichten, worin die magnetischen Schichten so hergestellt sind, daß sie eine weitgehend kontinuierliche Gradation bezüglich Hc besitzen.
Die Erfinder haben ferner festgestellt, daß das magnetische Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen eines Audio- oder Video- Signals bei einem gesättigten digitalen Prozeß und ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das zum Aufzeichnen von Video-Signalen in einem chromatischen Niederbandsignal-Konversionsprozeß oder für zum Aufzeichnen von Audio-Signalen bei einem FM- Prozeß, bei dem das Aufzeichnen mit Signalen mit einer kurzen Wellenlänge durchgeführt wird, verwendet wird, eine mögliche Verbesserung der Wiedergabe zeigt durch Schaffung von drei oder mehreren magnetischen Schichten mit einer gesamten Dicke von 1 um oder weniger, wobei jede Schicht eine Optimum Hc im Einklang mit der Beziehung (I) besitzt.
Die Erfinder haben weiterhin festgestellt, daß selbst, falls der oben beschriebene Prozeß zum Aufzeichnen eines Signals mit relativ langer Wellenlänge (beispielsweise Audio-Aufzeichnen) und der oben beschriebene Prozeß zum Aufzeichnen eines Signals mit relativ kurzer Wellenlänge (beispielsweise Video-Aufzeichnen) zur gleichen Zeit durchgeführt werden, eine ausgezeichnete Wiedergabe für beide Aufzeichnungsprozesse erhalten wird zur gleichen Zeit durch Angleichen von Hc der magnetischen Schicht mit dem Bereich von 1 um oder weniger unter der Oberfläche und welche den Bereich von größer als 1 um unter der Oberfläche im Einklang mit den Beziehungen (I) und (II) besitzt.
In der Erfindung ist es wichtig, daß die vertikale Gradation von Hc in der magnetischen Schicht 1 um oder unter der Oberfläche, in der ein kurzes Wellenlängen-Signal aufgezeichnet werden soll, groß ist (Beziehung (I)), während die diejenige von Hc in der magnetischen Schicht größer als 1 um Tiefe von der Oberfläche, in der das lange Wellenlängen-Signal aufgezeichnet werden soll, klein ist (Beziehung (II)). Der Grund hierfür ist, daß Hc eine schnelle Änderung beim Aufzeichnen eines kurzen Wellenlängen-Signals zeigt und eine langsame Änderung beim Aufzeichnen eines langen Wellenlängen-Signals.
Daher schafft das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium gleichzeitig einen hohen Output verschiedener Signale unterschiedlicher Wellenlängen.
Die Erfindung wird geschaffen durch Einbau einer Vielzahl von ferromagnetischen Pulvern mit unterschiedlichen Hc-Charakteristiken in unterschiedlichen magnetischen Schichten. Vorzugsweise werden magnetische Beschichtungslösungen für die äußerste magnetische Schicht und die magnetische Schicht, die am nächsten zum Träger liegt, hergestellt, während magnetische Beschichtungslösungen für eine oder mehrere Zwischenschichten durch geeignetes Mischen der der oben angegebenen zwei magnetischen Beschichtungslösungen hergestellt werden. Ferromagnetische Pulver, die in der Erfindung verwendet werden, schließen solche ein, die vorher bekannt waren und allgemein verwendet wurden.
Der Ausdruck "magnetische Beschichtungslösung" wie hier verwendet, bedeutet eine Flüssigkeit, umfassend sämtliche oder einige eines ferromagnetischen Pulvers, eines Bindemittels und eines Lösungsmittels, welche darin dispergiert sind. Die magnetische Beschichtungslösung kann weiterhin Additive umfassen, die im allgemeinen bei herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien eingebaut werden, wie ein Gleitmittel, ein Schleifmittel, ein Dispergiermittel, ein antistatisches Mittel und ein Härtungsmittel. Das Mischen der zwei magnetischen Beschichtungslösungen, die hergestellt sind für die äußerste und die unterste magnetische Schicht, kann durch ein Batch-Mischverfahren durchgeführt werden oder vorzugsweise durch ein kontinuierliches Mischverfahren unter Steuerung der Strömungsrate. Das Mischen kann auch mittels eines statischen Mischers oder Rührers durchgeführt werden. Eine Dispergiervorrichtung kann gegebenenfalls im Verfahren eingesetzt werden. Ein Mischverfahren im Einklang mit der Erfindung ist in der Figur angegeben.
In der Figur ist eine magnetische Beschichtungslösung 1 für die äußerste magnetische Schicht hergestellt aus einer Beschichtungslösung, welche ein ferromagnetisches Pulver mit einer für die äußerste magnetische Schicht geeigneten Hc (beispielsweise eine Hc in Einklang mit der Beziehung (I)) enthält, während eine magnetische Beschichtungslösung 5 für die unterste Schicht hergestellt ist aus einer Beschichtungslösung, enthaltend ein ferromagnetisches Pulver mit einer für die unterste Magnetschicht geeigneten Hc (beispielsweise eine Hc in Einklang mit der Beziehung (II)) enthält. Die magnetische Beschichtungslösungen 1 und 5, die so hergestellt sind, werden anschließend mittels Pumpen 2 und 6 transportiert und über Schaltventile 3 und 7 zu einem Vorratstank, enthaltend die magnetische Beschichtungslösung 10 zum Beschichten der äußersten magnetischen Schicht gepumpt und zu einem Vorratstank, enthaltend die magnetische Beschichtungslösung 14 zum Beschichten der untersten magnetischen Schicht. Andererseits werden die magnetische Beschichtungslösung 1 für die äußerste magnetische Schicht und die magnetische Beschichtungslösung 5 für die unterste magnetische Schicht in vorbestimmten Anteilen gemischt mittels eines statischen Mischers 9, während die Strömungsraten der eintretenden Beschichtungslösungen über Strömungsmesser 4 und 8 gesteuert werden, um eine magnetische Beschichtungslösung 11 für eine Zwischenschicht herzustellen.
Die magnetische Beschichtungslösung 11 für die Zwischenschicht kann als magnetische Beschichtungslösung 12 für eine einzelne Zwischenschicht, d.h. eine zweite Schicht verwendet werden. Alternativ hierzu können die magnetischen Beschichtungslösung 12 für die zweite Schicht und die magnetische Beschichtungslösung 13 für die dritte Schicht hergestellt werden durch Änderung des Mischungsverhältnisses der magnetischen Beschichtungslösung 1 für die äußerste Schicht und die magnetische Beschichtungslösung 5 für die unterste Schicht. Falls notwendig, können magnetische Beschichtungslösungen für eine vierte Schicht, fünfte Schicht usw. auf ähnliche Weise hergestellt werden. Die magnetische Beschichtungslösung 14 für die unterste Schicht, die magnetische Beschichtungslösung 11 auf der Zwischenschicht und die magnetische Beschichtungslösung 10 für die äußerste Schicht, die so hergestellt worden sind, werden anschließend zu einem Multischicht-Beschichtungskopf 15 gesandt, der verwendet wird zum Beschichten eines magnetischen Trägers, um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium der Erfindung zu erhalten.
Um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend drei oder mehrere Schichten, gemäß der Erfindung zu erhalten, ist es erforderlich, magnetische Schichten auszubilden, die eine extrem geringe Dicke, beispielsweise von 0,05 bis 1,0 um, besitzen. In Einklang mit einem herkömmlichen Beschichtungsprozeß, welcher das Auftragen einer Schicht, Trocknen des Auftrags und anschließendes Beschichten einer weiteren Schicht darauf, umfaßt, ist es sehr schwierig, eine gleichförmige dünne Schicht zu erhalten und damit ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung. In der Erfindung kann ein dünner Film durch einen simultanen Vielschicht-Beschichtungsprozeß erhalten werden, wie beispielsweise in JP-A-62-212933, 63-88080 und 58- 109162 offenbart ist.
Ferromagnetische Pulver, Bindemittel und andere Additive für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung schließen die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 1-54254 beschriebenen mit ein.
Der Korndurchmesser der ferromagnetischen Pulverteilchen, die in der Erfindung verwendet werden, beträgt entlang der Hauptachse 0,5 um oder weniger, vorzugsweise 0,3 um oder weniger. Die Hauptachsenlänge des ferromagnetischen Pulvers, welches in der äußersten magnetischen Schicht enthaltend ist, beträgt vorzugsweise weniger als diejenige des ferromagnetischen Pulvers, welches in der untersten magnetischen Schicht enthalten ist. Das Verhältnis der Hauptachsenlänge zu der Nebenachsenlänge, d.h., das Nadelverhältnis, liegt im Bereich von 2 bis 20. Der Ausdruck "Hauptachse" wie hier verwendet, bedeutet die längste Achse der drei Achsen des Korns, und der Ausdruck "Nebenachse" wie hier verwendet, bedeutet die "kürzeste Achse der drei Kornachsen".
Das in der Erfindung zu verwendende ferromagnetische Pulver besitzt eine spezifische Oberfläche von 25 bis 80 m²/g, vorzugsweise von 35 bis 60 m²/g, die gemäß dem BET-Verfahren bestimmt wurde. Falls die spezifische Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers 25 m²/g oder weniger beträgt, tendiert der Rauschpegel zur Zunahme. Andererseits, falls die spezifische Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers größer als 80 m²/g ist, ist es manchmal schwierig, die gewünschten Oberflächeneigenschaften zu erhalten. Die spezifische Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers, welches in der äußersten magnetischen Schicht enthalten ist, ist vorzugsweise größer als diejenige des ferromagnetischen Pulvers, welche in der untersten magnetischen Schicht enthalten ist. Die Kristallgröße des ferromagnetischen Pulvers zur Verwendung in der Erfindung liegt im Bereich von 10 bis 45 nm (100 bis 450 Å), vorzugsweise von 15 bis 35 nm (150 bis 350 Å). Die kristalline Größe des in der äußersten magnetischen Schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers ist vorzugsweise kleiner als diejenige des in der untersten magnetischen Schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers. Das in der Erfindung zu verwendende ferromagnetische Pulver besitzt eine Hc von 200 bis 2.000 Oe, vorzugsweise von 350 bis 1.600 Oe, mit der Maßgabe, daß eine Hc der äußersten magnetischen Schicht (d.h. H&sub1;) wenigstens 700 Oe beträgt. Falls eine Hc der äußersten magnetischen Schicht weniger als 700 Oe beträgt, wird der Signal-Output bei kurzer Wellenlänge verringert. Eine H&sub1; beträgt vorzugsweise wenigstens 900 Oe.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium der Erfindung zeigt für magnetische Eigenschaften, die in einem magnetischen Feld von 5 KOe bestimmt wurden, ein Rechteckigkeitsverhältnis von 0,7 oder mehr, vorzugsweise 0,8 oder mehr, insbesondere 0,9 oder mehr.
Das in der Erfindung zu verwendende ferromagnetische Pulver zeigt ein s von 50 emu/g oder mehr, vorzugsweise 70 emu/g oder mehr. Ein feines ferromagnetisches Metallpulver besitzt vorzugsweise ein s von 100 emu/g oder mehr. Das in der Erfindung zu verwendende ferromagnetische Pulver besitzt vorzugsweise einen Wassergehalt von 0,01 bis 2%. Der Wassergehalt des ferromagnetischen Gehalts wird in Abhängigkeit vom ausgewählten Bindemittel optimiert.
Falls ein Kobalt-modifiziertes Eisenoxid als ferromagnetisches Pulver verwendet wird, liegt das Verhältnis des Gehalts an zweiwertigem Eisen zu dreiwertigem Eisen vorzugsweise im Bereich von 0:1 bis 0,2:1 und insbesondere von 0,05:1 bis 0,10 zu 1, bezogen auf die Atombasis.
Der Gehalt an Kobaltatom im Kobalt-modifizierten Eisenoxid, welches in der Erfindung verwendet wird, liegt im Bereich von 0 bis 15%, bezogen auf die Atombasis, vorzugsweise von 3 bis 8%, bezogen auf den Gehalt an Eisenatom. Der pH-Wert des ferromagnetischen Pulvers wird in Abhängigkeit von dem besonderen Bindemittel, das zu verwenden ist, ausgewählt. Der pH-Wert des ferromagnetischen Pulvers liegt im allgemeinen im Bereich von 4 bis 12, vorzugsweise von 6 bis 10.
Das ferromagnetische Pulver, welches für die Erfindung verwendet wird, kann mit Al, Si, P oder einem Oxid davon oberflächenbehandelt sein. Die Menge des Materials für die Verwendung zum Oberflächenbehandeln des ferromagnetischen Pulvers liegt im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge des ferromagnetischen Pulvers.
Das ferromagnetische Pulver kann ein lösliches anorganisches Ion enthalten, wie Na, Ca, Fe, Ni und Sr. Die Gegenwart eines anorganischen Ions in einer Menge von 500 ppm oder weniger beeinflußt im allgemeinen nicht die Eigenschaften des ferromagentischen Pulvers nachteilig.
Ferromagnetische Pulver, welche für die Erfindung verwendet werden, schließen bekannte ferromagnetische Pulver, wie γ-FeOx (x = 1,33 bis 1,5), Kobalt-modifiziertes γ-FeOx (x = 1,33 bis 1,5), ferromagnetische Legierung, hauptsächlich umfassend Fe, Ni oder Co als Hauptkomponente (75 Atom% oder mehr), Bariumferrit und Strontiumferrit, ein. Das ferromagnetische Pulver kann weiterhin andere Atome, wie Al, Si, S, Sc, Ti, V, Cr, Cu, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba, Ta, W, Re, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, P, Co, Mn, Zn, Ni, Sr und B, enthalten.
Das für die Erfindung zu verwendende ferromagnetische Pulver kann mit einem Dispergiermittel, Gleitmittel, oberflächenaktiven Mittel oder antistatischen Mittel, wie nachfolgend beschrieben, vor der Dispersion behandelt werden.
Unter den oben beschriebenen ferromagnetischen Pulvern kann das ferromagnetische Legierungspulver eine geringe Menge an Hydroxid oder Oxid enthalten. Materialien, die durch irgendeinen bekannten Prozeß für die Herstellung von ferromagnetischem Legierungspulver erhalten werden, können verwendet werden. Beispiele solch eines Prozesses schließen die nachfolgend beschriebenen ein.
Insbesondere schließen Beispiele für Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen ferromagnetischen Legierungspulvers 5 eine Reduktion eines zusammengesetzten organischen Säuresalzes (hauptsächlich eines Oxalats) mit einem reduzierenden Gas, wie Wasserstoff, eine Reduktion von Eisenoxid mit reduzierendem Gas, wie Wasserstoff, ein, um Fe oder Fe-Co-Körner zu erhalten, die thermische Zersetzung metallischer Carbonylverbindungen einer metallischen Carbonylverbindung, die Zugabe eines Reduktionsmittels, wie Natriumborhydrid, Hypochlorit und Hydrazin zu einer wäßrigen Lösung einer ferromagnetischen Metallverbindung zum Reduzieren und Verdampfen eines Metalls in einem inerten Gas unter vermindertem Druck, um ein fein zerteiltes Pulver des Metalls zu erhalten. Das so erhaltene ferromagnetische Legierungspulver kann anschließend einem bekannten graduellen Oxidationsprozeß unterzogen werden, beispielsweise Eintauchen des Materials in ein organisches Lösungsmittel und anschließend des Trocknen des Materials; Eintauchen des Materials in organisches Lösungsmittel, Zugeben eines sauerstoffenthaltenden Gases in das System zur Ausbildung einer Oxidschicht darauf und anschließendes Trocknen des Materials; oder Angleichen des Partialdruckes von Sauerstoffgas und einem inerten Gas unter Verwendung irgendeines organischen Lösungsmittels zur Ausbildung einer Oxidschicht auf der Materialoberfläche.
Das ferromagnetische Pulver, welches für die Erfindung verwendet wird, besitzt eine Porosität von 20 Vol.-% oder weniger, insbesondere 5 Vol.-% oder weniger.
Die Herstellung des in der Erfindung zu verwendenden ferromagnetischen Pulvers kann durch irgendein bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Das ferromagnetische Pulver für die Verwendung in der Erfindung kann nadelförmig, körnig, reisartig oder tafelförmig in der Form sein, solange es die Erfordernisse für die Korngröße erfüllt.
Das in der Erfindung zu verwendende Bindemittel schließt bekannte thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze, reaktive Harze oder Mischungen davon ein.
Das in der Erfindung zu verwendende thermoplastische Harz besitzt eine Glasübergangstemperatur von -100ºC bis 150ºC, ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von 1.000 bis 200.000, vorzugsweise 10.000 bis 100.000, und einen Polymerisationsgrad von etwa 50 bis 1.000.
Beispiele für ein nützliches thermoplastisches Harz schließen Polymere oder Copolymere ein, welche Aufbaueinheiten enthalten, die abgeleitet sind von Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylalkohol, Maleinsäure, Acrylsäure, Acrylat, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Methacrylsäure, Methacrylat, Styrol, Butadien, Ethylen, Vinylbutyral, Vinylacetal, Vinylether oder ähnliche, Polyurethanharze und verschiedene Kautschukharze.
Beispiele für nützliche wärmehärtbare Harze und reaktive Harze schließen Phenolharz, Epoxyharz, Polyurethan-härtendes Harz, Harnstoffharz, Melaminharz, Alkydharz, Acrylharz, Formaldehydharz, Siliconharz, Epoxypolyamidharz, eine Mischung aus Polyesterharz und Isocycanatprepolymer, eine Mischung aus Polyesterpolyol und Polyisocyanat und eine Mischung von Polyurethan und Polyisocyanat ein.
Harze, die in der Erfindung verwendet werden, sind weiterhin in "Plastic Hand Book", veröffentlicht durch Asakura Shoten, beschrieben.
Herkömmliche Elektronenstrahl-härtbare Harze können ebenso in der Erfindung verwendet werden. Für die Herstellung und Beispiele dafür, wird auf die JP-A-62-256219 verwiesen.
Die oben beschriebenen Harze können allein oder in Kombination verwendet werden. Bevorzugte Beispiele für kombinierte Harze für die Verwendung in der Erfindung umfassen eine Kombination aus einem Polyurethanharz und wenigstens einem aus Vinylchloridharz, Vinylchlorid-Vinylacetatharz, Vinylchlord-Vinylacetatharz-Vinylalkohol-Copolymer und Vinylchlorid-Vinylacetat- Maleinsäure-Copolymer. Die kombinierten Harze können weiterhin mit einem Polyisocyanat kombiniert werden.
Das in der Erfindung zu verwendende Polyurethanharz schließt bekannte Strukturen ein, wie Polyester-Polyurethan, Polyether- Polyurethan, Polyetherpolyester-Polyurethan, Polycarbonat-Polyurethan, Polyetherpolycarbonat-Polyurethan und Polycaprolactan-Polyurethan.
Das in der Erfindung zu verwendende Polyurethan besitzt vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von -50ºC bis 100ºC, eine Bruchdehnung von 100 bis 2.000%, eine Bruchspannung von 0,05 bis 10 kg/cm² und einen Breakdown-Punkt von 0,05 bis 10 kg/cm².
Beispiele für in der Erfindung zu verwendende Polyisocyanate schließen Isocyanate, wie Tolylendiisocyanat, 4-4'-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat, o-Touidindiisocyanat, Isophorondiisocyanat und Triphenylmethantriisocyanat, Reaktionsprodukte dieser Isocyanate mit einem Polyalkohol und Polyisocyanate, die durch Kondensation von Isocyanaten erhalten wurden. Im Handel erhältliche Beispiele solcher Isocyanate schließen Colonat L, Colonat HL, Colonat 2030 und Colonat 2031 ein, die erhältlich sind von Nihon Polyurethane Co., Ltd.; Takenate D- 102, Takenate D-110N, Takenate D-200 und Takenate D-202, die von Takeda Chemical Industries, Ltd. erhältlich sind; und Desmodul L, Desmodul IL, Desmoldul N und Desmodul HL, die von Sumitomo Bayer Co., Ltd. erhältlich sind. Die Polyisocyanate können allein oder in Kombination verwendet werden. Wenn die Polyisocyanate in Kombination verwendet werden, können ihre Unterschiede in der Härtungsreaktivität vorteilhaft verwendet werden.
Um eine Dispergierbarkeit und Haltbarkeit zu erhalten, können sämtliche oben beschriebenen Bindemittelharze gegebenenfalls wenigstens eine polare Gruppe enthalten, ausgewählt aus -COOM, -SO&sub3;M, -OSO&sub3;M, -P=O(OM(&sub2;, -O-P=O(OM)&sub2; (worin M ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall bedeutet), -OH, -NR&sub2;, N&spplus;R&sub3; (worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet), Epoxygruppe, SH und CN, die in das Harz durch Copolymerisation oder eine Additionsreaktion eingebaut sind. Die polare Gruppe ist vorzugsweise in dem Bindemittelharz in einer Menge von 1 x 10&supmin;¹ bis 1 x 10&supmin;&sup8; mol/g, vorzugsweise 1 x 10&supmin;² bis 1 x 10&supmin;&sup6; mol/g, des Bindemittels enthalten.
Spezifische Beispiele des in der Erfindung zu verwendenden Bindemittelharzes schließen VAGH, VYHH, VMCH, VAGF, VAGD, VROH, VYES, VYNC, VMCC, XYHL, XYSG, PKHH, PKHJ, PKHC und PKFE, erhältlich von Uion Carbide ein; MPR-TA, MPR-TA5, MPR-TAL, MPR-TSN, MPR-TMF, MPR-TS und MPR-TM, erhältlich von Nisshin Kagaku Kogyo K.K..; MR100 und 400x110A, erhältlich von The Japanese Geon Co., Ltd.; Nippollan N2301, N2302 und N2304, erhältlich von Nihon Polyurethane Co., Ltd.; Pandex T-5105, T- R3080, T-5201, Burnock D-400, D-210-80 und Crisvon 6109 und 7209, erhältlich von Dainippon Ink And Chemicals, Inc.; Vylon UR8200, UR8300, RV530 und RV280, erhältlich von Toyobo Co., Ltd.; Difelamin 4020, 5020, 5100, 5300, 9020, 9022 und 7020, erhältlich von Dainichiseika Colour Chemical Industries Ltd.; Suprene SP-150, erhältlich von Sanyo Kasei K.K.; und Saran F310 und F210, erhältlich von Asahi Kasei Kogyo K.K. ein.
Das Bindemittel ist in jeder magnetischen Schicht in der Erfindung im allgemeinen in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des in der gleichen Schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers enthalten. Ein Vinylchloridharz, falls verwendet, ist vorzugsweise in der magnetischen Schicht in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% enthalten; ein Polyurethanharz, falls verwendet, ist vorzugsweise in der magnetischen Schicht in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-% enthalten; und ein Polyisocyanat, falls in Kombination damit verwendet, ist vorzugsweise in der magnetischen Schicht in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-% enthalten, jeweils bezogen auf das Gewicht des in der gleichen Schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers.
Die magnetischen Schichten der Erfindung können Ruß, wie Kautschuk-Ofenruß, Kautschuk-thermischen Ruß, Farbruß, Acetylen- Ruß usw. und Schleifmittel enthalten.
Der in der Erfindung zu verwendende Ruß besitzt vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 5 bis 500 m²/g, eine DBP-Ölabsorption von 10 bis 400 ml/100 g, einen Korndurchmesser von 5 bis 300 um, einen pH-Wert von 2 bis 10, einen Wassergehalt von 0,1 bis 10% und eine Tap-Dichte von 0,1 bis 1 g/cm³.
Spezifische Beispiele für den in der Erfindung zu verwendende Ruß schließen BLACKPEARLS 2000, 1300, 1000, 900, 800 und 700 und VULCAN XC-72, erhältlich von Cabot; #80, #60, #55, #50 und #35, erhältlich von Asahi Carbon K.K.; #2400B, #2300, #900, #1000, #30, #40 und #10B, erhältlich von Mitsubishi Chemical Industries Ltd.; und CONDUCTEX SC, RAVEN 150, 50, 40 und 15, erhältlich von Columbia Carbon K.K., ein. Der Ruß kann mit vor der Verwendung mit einem Dispergiermittel usw. oberflächenbehandelt sein, pfropfpolymerisiert mit einem Harz oder teilweise mit Graphit beladen sein.
Weiterhin kann der Ruß in dem Bindemittel dispergiert sein, bevor er der magnetischen Beschichtungslösung einverleibt wird.
Die verschiedenen Russe können allein oder in Kombination verwendet werden. Falls Ruß verwendet wird, ist dieser in einer oder mehreren der magnetischen Schichten in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des in der gleichen Schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers, enthalten.
Ruß dient dazu, die statische Ladung zu hemmen, den Reibungskoeffizienten zu vermindern, Light-Screening-Eigenschaften zu verleihen und die Filmstärke zu verbessern. Die Funktionen hängen vom Typ des verwendeten Russes ab. Daher wird der Ruß ausgewählt in Abhängigkeit der Anwendung, basierend auf die Korngröße, Ölabsorption, elektrische Leitfähigkeit, pH usw., durch Änderung des Typs, der Menge und deren Kombination.
Bezüglich der in der Erfindung zu verwendenden Russe kann auf das "Hand Book of Carbon Black", Association of Carbon Black, verwiesen werden.
In der Erfindung zu verwendende Schleifmittel schließen bekannte Materialien mit einer Mohschen Härte von 6 oder mehr ein, wie α-Alumina mit einem Prozentsatz an α-Konversion von 90% oder mehr, β-Alumina, Siliciumcarbid, Chromoxid, Ceroxid, α-Eisenoxid, Corund, künstlichen Diamant, Siliciumnitrid, Siliciumkohlenstoff, Titancarbid, Titanoxid, Siliciumdioxid und Bornitrid, allein oder in Kombination. Alternativ hierzu kann eine Zusammensetzung dieser Schleifmittel (beispielsweise ein oberbehandeltes Schleifmittel mit einem weiteren Schleifmittel) verwendet werden. Das Schleifmittel kann verschiedene Verbindungen oder Elemente enthalten, die von dem Hauptaufbaukomponenten unterschiedlich sind, und behält seine Wirkungen solange, solange der Gehalt der Hauptaufbaukomponenten 90 Gew.-% oder mehr beträgt. Das Schleifmittel besitzt vorzugsweise eine Korngröße von 0,01 bis 2 um. Falls notwendig, kann eine Vielzahl von Schleifmitteln mit unterschiedlichen Korngrößen in Kombination verwendet werden, oder ein einzelnes Schleifmittel mit einer weiten Korndurchmesserverteilung kann zur Schaffung eines ähnlichen Effektes verwendet werden. Das Schleifmittel besitzt vorzugsweise eine Tap-Dichte von 0,3 bis 2 g/cm³, einen Wassergehalt von 0,1 bis 5%, einen pH-Wert von 2 bis 11 und eine spezifische Oberfläche von 1 bis 30 m²/g.
Das in der Erfindung zu verwendende Schleifmittel kann von sphärischer oder kubischer Gestalt sein, besitzt jedoch vorzugsweise wenigstens einige Kanten auf Bereichen davon, um eine Schleifwirkung zu erzielen.
Spezifische Beispiele für in der Erfindung zu verwendende Schleifmittel schließen AKP-20, AKP-30, AKP-50 und HIT-50, erhältlich von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; G5, G7 und S-1, erhältlich von The Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.; und 100ED und 140ED, erhältlich von Toda Kogyo K.K., ein.
Das Schleifmittel kann in das Bindemittel dispergiert sein, bevor es in die magnetische Beschichtungslösung einverleibt wird.
Andere Additive können ebenso zugegeben werden zu einer oder mehrerer der erfindungsgemäßen magnetischen Schichten, einschließlich solcher, welche eine ???mitteleffekt, einen Intestate-Effekt, einen Dispergiereffekt, einen Weichmachereffekt usw. zeigen. Beispiele für Additive für die Verwendung in der Erfindung schließen Molybdändisulfid, Wolframdisulfid, Graphit, Bornitrid, fluorierten Graphit, Siliconöl, Silicone mit polaren Gruppen, mit aliphatischer Säure modifizierte Silicone, Fluor-enthaltende Silicone, Fluor-enthaltenden Alkohol, Fluor-enthaltenden Ester, Polyolefin, Polyglykol, Esteralkylphosphate und Alkalimetallsalze davon, Esteralkylsulfate und Alkalimetallsalze davon, Polyphenylether, Fluor-enthaltende Esteralkylsulfate und deren Alkalimetallsalze, C&sub1;&sub0;&submin;&sub2;&sub4;-einbasische aliphatische Säuren (welche ungesättigte Bindungen enthalten können oder welche verzweigt sein können) und deren Salze mit einem Metall (beispielsweise Li, Na, K, Cu), C&sub1;&sub2;&submin;&sub2;&sub2;- mono-, di-, tri-, tetra-, penta- oder hexawertige Alkohole (welche ungesättigte Bindungen enthalten oder welche verzweigt sein können), C&sub1;&sub2;&submin;&sub2;&sub2;-Alkoxyalkohole, mono-, di- oder trialiphatische Fettsäureester, hergestellt aus C&sub1;&sub0;&submin;&sub2;&sub4;-monobasischen aliphatischen Säuren (welche ungesättigte Bindungen enthalten oder welche verzweigt sein können) und irgendeiner eines C&sub2;&submin;&sub1;&sub2;-mono-, di-, tri-, penta- oder hexawertigen Alkohols (der ungesättigte Bindungen enthalten oder der verzweigt sein kann), aliphatischen Esters von Monoalkylethern von Alkylenoxidpolymeren, C&sub8;&submin;&sub2;&sub2;-aliphatischen Amiden und C&sub8;&submin;&sub2;&sub2;-aliphatischen Aminen. Spezifische Beispiele dieser Verbindungen schließen Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Butylstearat, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaidinsäure, Stearinsäure, Octylstearat, Amylstearat, Isooctylstearat, Octylmyristat, Butoxyethylstearat, Anhydrosorbitanmonostearat, Anhydrosorbitandistearat Anhydrosorbitantristearat, Oleylalkohol und Laurylalkohol ein.
Andere Beispiele von Additiven, welche in der Erfindung verwendet werden, schließen nichtionische oberflächenaktive Mittel, wie Alkylenoxid-oberflächenaktive Mittel, Glycerin-oberflächenaktive Mittel, Glycidol-oberflächenaktive Mittel und Alkylphenolethylenoxid-Additionsprodukte, kationische oberflächenaktive Mittel, wie cyclische Amine, Esteramide, quaternäre Ammoniumsalze, Hydantoinderivate, heterocyclische Verbindungen, Phosphonium und Sulfonium, anionische oberflächenaktive Mittel, enthaltend Säuregruppen, wie Carboxylsäure, Sulfonsäure, Phosphorsäure, Estersulfat und Esterphosphat und amphotere oberflächenaktive Mittel, wie Aminosäuren, Aminosulfonsäuren, Schwefel- oder Phosphorester von Aminoalkoholen und Alkylbetainen ein.
In der Erfindung zu verwendende oberflächenaktive Mittel sind weiterhin in "Handbook of Surface Active Agents", Sangyo Tosho K.K., beschrieben.
Diese Gleitmittel und antistatischen Mittel können Verunreinigungen, wie Isomere, nicht umgesetzte Verbindungen, Nebenprodukte, Zersetzungsprodukte und Oxide neben den Hauptaufbaukomponenten enthalten. Der Gehalt an Verunreinigung beträgt vorzugsweise nicht mehr als 30 Gew.-% oder weniger, insbesondere nicht mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Additive.
Der Typ und die Menge dieser Gleitmittel und oberflächenaktiven Mittel usw., die in jede der magnetischen Schichten einverleibt werden sollen, wird vom Fachmann leicht bestimmt.
Die in der Erfindung zu verwendenden Additive können insgesamt oder teilweise zu dem System bei irgendeinem Schritt beim Verfahren für die Herstellung der magnetischen Beschichtungslösung zugegeben werden. Beispielsweise können Additive mit dem ferromagnetischen Pulver vor dem Knetprozeß gemischt werden. Alternativ hierzu können die Additive zu dem System beim Knetschritt des ferromagnetischen Pulvers, des Bindemittels und des Lösungsmittels zugegeben werden. Weiterhin können die Additive zu dem System bei oder nach dem Dispersionsschritt zugegeben werden. Darüberhinaus können die Additive kurz vor dem Beschichten dem System zugegeben werden.
In der Erfindung kann irgendein geeignetes organisches Lösungsmittel in einer Menge verwendet werden, die erforderlich ist zum Herstellen magnetischer Beschichtungslösungen. Beispiele für nützliche organische Lösungsmittel schließen Keton, wie Aceton, Methylethylketon, Mthylisobuylketon, Diisobutylketon, Cyclohexanon, Isophoron und Tetrahydrofuran, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Isobutylalkohol, Isopropylalkohol und Methylcyclohexanol, Ester, wie Methylacetat, Butylacetat, Isobutylacetat, Isopropylacetat, Ethyllactat und Glycolacetat, Glycolether, wie Glycoldimethylether, Glycolmonoethylether und Dioxan, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Cresol und Chlorbenzol, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Ethylenchlorhydrin und Dichlorbenzol, N,N-Dimethylformamid und Hexan, ein.
Der erfindungsgemäße nichtmagnetische Träger besitzt eine Dicke von 1 bis 100 um, vorzugsweise 6 bis 20 um, und die magnetischen Schichten besitzen eine gesamte Dicke von 1/100 bis dem Zweifachen derjenigen des nichtmagnetischen Trägers, im allgemeinen von 0,5 bis 10 um, vorzugsweise von 2 bis 5 um. Die äußerste Schicht der magnetischen Schichteinheit besitzt im allgemeinen eine Dicke von 0,01 bis 1,0 um, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 um, und die zweite Schicht besitzt vorzugsweise eine Dicke von 0,5 bis 1,0 um.
Eine Zwischenschicht kann zwischen dem nichtmagnetischen Träger und der untersten magnetischen Schicht als Unterschicht für die Verbesserung der Adhäsion vorgesehen sein. Die Zwischenschicht (welche unterschiedlich zu einer magnetischen Schicht ist) besitzt eine Dicke von 0,01 bis 2 um, vorzugsweise von 0,05 bis 0,5 um. Eine Rückseitenbeschichtung kann auf der den magnetischen Schichten gegenüberliegenden Seite des nichtmagnetischen Trägers vorgesehen sein. Die Rückseitenbeschichtung besitzt eine Dicke von 0,1 bis 2 um, vorzugsweise von 0,3 bis 1,0 um. Die Zwischenschicht oder Rückseitenschicht kann bekannte Materialien enthalten, die im allgemeinen in solchen Zwischenschichten und Rückseitenschichten verwendet werden.
Der in der Erfindung zu verwendende nichtmagnetische Träger schließt bekannt geeignete Filme, wie Polyester (beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat), Polyolefin, Cellulosetriacetat, Polycarbonat, Polyamid, Polyimid, POlyamidimid und Polysulfon, ein. Der Träger kann zuvor einer Oberflächenbehandlung, wie eine Corona-Entladung, Plasma-Behandlung, Behandlung zum Erleichtern der Adhäsion, eine Hitzebehandlung und dem Dusting (Aufstäuben) unterzogen werden. Um die Wirkungen der Erfindung am besten zu erzielen, besitzt der nichtmagnetische Träger eine durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit an der Mittellinie von 0,03 um oder weniger, vorzugsweise 0,02 um oder weniger, insbesondere von 0,01 um oder weniger. Vorzugsweise besitzt der nichtmagnetische Träger nicht nur eine geringe durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit der Mittellinie sondern ist auch frei von groben Vorsprüngen von 1 um oder mehr. Die Gestalt der Oberflächenrauhigkeit wird einfach gesteuert durch die Größe und Menge eines Füllstoffes, der gegebenenfalls in den Träger einverleibt wird. Beispiele für nützliche Füllstoffe schließen Oxide und Carbonate von Ca, Si und Ti und fein zerteiltes Pulver organischer Verbindungen, wie Acrylharze ein.
Das Herstellungsverfahren einer magnetischen Beschichtungslösung für das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium besteht aus wenigstens einem Knetschritt, einem Dispergierschritt und einem Mischschritt, der gegebenenfalls entweder vor oder nach dem Knet- und Dispergierschritt durchgeführt wird.
Das Kneten, Dispergieren und die Mischschritte können in zwei oder mehreren Stufen durchgeführt werden.
Materialien für die Verwendung in der Erfindung, wie das ferromagnetische Pulver, das Bindemittel, der Ruß, das Schleifmittel, das antistatische Mittel, das Gleitmittel und das Lösungsmittel usw. können zu dem System zu Beginn oder während irgendeines Schritts zugegeben werden. Jedes Material kann ansatzweise zum System in zwei oder mehreren Schritten zugegeben werden. Beispielsweise kann Polyurethan ansatzweise zu dem System beim Knetschritt, dem Dispergierschritt und dem Mischschritt für die Einstellung der Viskosität nach dem Dispergieren zugegeben werden.
Um die Ziele der Erfindung zu erreichen, können herkömmliche bekannte Herstellungstechniken verwendet werden. Als Knetschritt wird ein Kneter mit einer hohen Knetleistung, wie ein offener Kneter, Druckkneter und kontinuierlicher Kneter, vorzugsweise verwendet.
Beim Beschichtungsverfahren für das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium kann ein Multischicht-Beschichtungsverfahren verwendet werden, wie es in JP-A-62-212933, 63-88080 und 58-109162 beschrieben ist.
Für die Orientierung der magnetischen Schicht werden ein Solenoid mit 1.000 G oder mehr und ein Kobalt-Magnet mit 2.000 G oder mehr, vorzugsweise in Kombination, verwendet. Weiterhin wird ein geeigneter Trocknungsschritt vor dem Orientierungsschritt zur Maximierung der Orientierung durchgeführt.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium kann mittels einer Metallwalze und einer Kunststoffwalze oder einem Paar Metallwalzen kalandriert werden. Als Kunststoffwalze werden vorzugsweise Walzen, die aus Nylon, Epoxy, Polyimid, Polyamid, POlyimidamid oder ähnlichen hergestellt sind, verwendet.
In Einklang mit der Erfindung schafft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium für AC-Bias-Analogaufzeichnen eines Signals mit einer relativ langen Wellenlänge, wobei die magnetischen Schichten in einem Abstand von mehr als 1 um von der Oberfläche der äußersten magnetischen Schicht angeordnet sind, welche ein niedriges magnetisches Aufzeichnungsfeld zeigen, ein einfaches Aufzeichnen, wenn Hc der magnetischen Schicht vermindert wird. Weiterhin können die verschlechterten Frequenzcharakteristiken im mittleren Frequenzbereich eliminiert werden durch Schaffen von drei oder mehreren magnetischen Schichten mit einer kontinuierlichen Gradation von Hc. Wie durch die Beziehung (I) repräsentiert wird, zeigt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen eines Signals bei einem gesättigten digitalen Prozeß, einem Konversionsprozeß eines chromatischen Niederband-Signals oder einem FM-Prozeß einen verbesserten Output durch Schaffen von drei oder mehreren magnetischen Schichten innerhalb eines Bereichs von 1 um, von der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums. Darüberhinaus wird durch Schaffung einer steilen Hc-Gradation innerhalb eines Bereichs von 1 um von der Oberfläche und einer flachen Hc-Gradation in einem Bereich von größer als 1 bis 4 um von der Oberflächenschicht ein ausgezeichneter Output erhalten, selbst falls das Aufzeichnen von Signalen langer Wellenlänge und kurzer Wellenlänge zusammen durchgeführt wird.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die nicht beschränkenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben. Sämtliche Teile sind auf das Gewicht bezogen.

BEISPIEL 1

Ferromagnetisches Pulver 100 Teile
Vinylchloridharz (Polymerisationsgrad: 350; SO&sub3;Na-Gruppengehalt: 5 x 10&supmin;&sup4; Mol/g) 10 Teile
Polyurethanharz (zahlendurchschnittliches Molekulargewicht: 50.000; SO&sub3;Na-Gruppe: 4 x 10&supmin;&sup5; Mol/g) 6 Teile
Ruß (Korndurchmesser: 80 um) 3 Teile
α-Alumina 4 Teile
Stearinsäure 2 Teile
Ölsäure 1 Teil
Butylstearat 2 Teile
Cyclohexanon 50 Teile
Die oben beschriebenen Zusammensetzungen wurden mittels eines Kneters verknetet. 300 Gew.-Teile Butylacetat wurden anschließend zu dem gekneteten Material zugegeben und mittels einer Sandmühle einer Dispergierung unterzogen. 6 Gew.-Teile eines Polyisocyanat-Härtungsmittels, Colonat L, hergestellt von Nihon Polyurethane Co., Ltd., wurden zur Herstellung magnetischer Beschichtungslösungen zugegeben.
Die verwendeten ferromagnetischen Pulver waren fein verteilte ferromagnetische Pulver mit den Eigenschaften, wie in Tabelle 1 angegeben, um eine Hc zu schaffen. Für eine Hc von 1.000 Oe oder mehr wurde ein fein zerteiltes magnetisches Legierungspulver verwendet. Für eine Hc zwischen 500 Oe und weniger als 1.000 Oe wurde ein fein zerteiltes Kobalt-modifiziertes Eisenoxidpulver verwendet. Für ein Hc von weniger als 500 Oe, wie in Vergleichsbeispiel B-1, wurde ein fein zerteiltes Eisenoxidpulver verwendet.
Die so erhaltenen verschiedenen magnetischen Beschichtungslösungen wurden in der Schichtanordnung und der Dicke, wie in Tabelle 1 gezeigt, aufgezogen auf einen 12 um dicken Polyethylenterephthalatfilm unter Verwendung eines simultanen Multischicht-Auftragsverfahrens. Die ferromagnetischen Pulverpartikel wurden orientiert mittels eines Kobalt-Magneten und einem Solenoid und anschließend getrocknet.
Die so erhaltenen Materialien wurden kalandriert und anschließend mit einer Schlitzvorrichtung auf eine vorbestimmte Breite geschnitten.
Die Struktur und die Charakteristiken der Bänder (Proben Nr. A-1 bis A-12), die so erhalten wurden, besaßen eine Dicke und Hc der verschiedenen Schichten, wie in Tabelle 1 angegeben, und wurden bezüglich des Outputs und S/N für den angezeigten Aufzeichnungsprozeß bewertet. Die Ergebnisse sind ebenso in Tabelle 1 aufgeführt.

BEISPIEL 2

Proben A-13, A-14, A-15 und A-16 wurden auf die gleiche Weise wie in A-1, A-4, A-5 und A-8 gemäß Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Polyisocyanat-freie Dispersionen für die oberste magnetische Schicht (die erste Schicht in Tabelle 1) und die unterste Schicht (die dritte oder vierte Schicht in Tabelle 1) vermischt wurden, wie in Tabelle 2 angegeben, und gemischt wurden mit 6 Gew.-Teilen Polyisocyanat zur Herstellung von Beschichtungen für die zweite und dritte Zwischenschicht, die anschließend einem simultanen Multischicht-Auftragsprozeß auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 unterzogen wurden. Tabelle 2 Herstellung der Beschichtungslösung für die Schicht A-13 Beschichtungen für die 1. und 3. Schicht in Probe A-1 wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50:50 gemischt A-14 Beschichtungen für die 1. und 4. Schicht in Probe A-4 wurden in einem Gewichtsverhältnis von 60:40 gemischt A-15 Beschichtungen für die 1. und 3. Schicht in Probe A-5 wurden in einem Gewichtsverhältnis von 66,7:33,3 gemischt A-16 Beschichtungen für die 1. und 4. Schicht in Probe A-8 wurden in einem Gewichtsverhältnis von 75:25 gemischt Beschichtungen für die 1. und 4 Schicht in Probe A-4 wurden in einem Gewichtsverhältnis von 20:80 gemischt Beschichtungen für die 1. und 4 Schicht in Probe A-8 wurden in einem Gewichtsverhältnis von 25:75 gemischt

VERGLEICHSBEISPIEL

Proben Nr. B-1 bis B-3 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß nur zwei magnetische Schichten geschaffen wurden. Die Charakteristiken dieser herkömmlichen Bänder sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 Probe Nr. Schicht Oe um Video-Output dB Chromatischer Output dB Chromatischer S/N dB FM-Audio-Output dB Audio-Output (Hz) Meßsystem Video Audio Metall-Video VHS Video Metall-Stellung Hi-Stellung Tabelle 1 (Forsetzung) Probe Nr. Schicht Oe um Video-Output dB Chromatischer Output dB Chromatischer S/N dB FM-Audio-Output dB Audio-Output (Hz) Meßsystem Video Audio VHS Video Metall-Video Hi-Stellung Metall-Stellung Normalstellung

Meßverfahren für die in Tabelle 1 angeführten Ergebnisse

Video-Output:

Ein 50%-iges weißes Video-Signal wurde mit einem Referenzaufzeichnungssignal aufgenommen. Die durchschnittliche Outputschleife, die vom aufgezeichneten Video-Signal reproduziert wurde, wurde mittels eines Oszilloskops gemessen. Die Messung wird repräsentiert durch dB relativ zu demjenigen eines Referenzbandes.

Chromatischer Output:

Ein Video-Farbsignal wurde mit einem Referenzaufzeichnungssignal aufgenommen. Für die Bewertung des chromatischen Outputs in dB wurde das gleiche Meßverfahren wie oben angegeben verwendet.

Chromatischer S/N:

Ein Video-Farbsignal wurde mit einem Referenzaufzeichnungsignal aufgenommen. S/N wurde gemessen mittels eines herkömmlichen S/N-Meßgeräts und repräsentiert als dB relativ zu demjenigen eines Referenzbandes.

FM-Audio-Signal:

Ein 1,3 MHz-Signal wurde als Pseudo-FM-Audio-Signal durch einen Exlusive-Kopf aufgenommen. Der Pegel des wiedergegebenen Outputs wurde anschließend bestimmt.

Audio-Output (10 KHz, 315 KHz):

Siusförmige Wellensignale mit einer Stärke von -20 dB relativ zum Referenzpegel wurden mit einer vorherbestimmten Gittervorspannung (bias) aufgezeichnet. Audio-Outputs wurden anschließend als dB repräsentiert relativ zu denjenigen eines Referenzbandes.
Wie durch Vergleich mit den Proben B-2 und A-1 bis A-12 ersichtlich ist, zeigt das erfindungsgemäße magnetische Band einen höheren Video-Output, chromatischen Signal-Output und FM- Audio-Signal-Output zusätzlich zum analogen Audio-Aufzeichnungs-Output unter Verwendung eines alternierenden laufenden Bias-Prozesses im Vergleich zu herkömmlichen Bändern.
Proben A-13 bis A-16, deren Zwischenschicht hergestellt wurde durch Mischen der Beschichtungslösungen für die oberste Schicht und unterste Schicht, zeigen weitgehend den gleichen Output wie die Proben, die erhalten wurden durch separates Dispergieren von Beschichtungen für die verschiedenen Schichten und zeigen auch ein höheres S/N als die Vergleichsproben.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend einen nicht- magnetischen Träger mit wenigstens drei darauf angeordneten magnetischen Schichten, wobei jede Schicht ein in einem Bindemittel dispergiertes ferromagnetisches Pulver enthält, wobei die äußerste, am weitesten vom Träger angeordnete magnetische Schicht eine Trockendicke von 1 um oder weniger besitzt und jede der wenigstens drei magnetischen Schichten jeweils eine Koerzitivkraft Hc (Oe) zeigt, welche die folgenden Beziehungen erfüllt:

worin H&sub1; die Hc der äußersten magnetischen Schicht bedeutet und wenigstens 700 Oe beträgt; Hn die Hc der magnetischen Schicht, welche die n-te Schicht von der äußersten Magnetschicht ist und angeordnet ist zwischen der äußersten Schicht und dem nicht-magnetischen Träger repräsentiert; und Dn reprasentiert die Entfernung (um) von der obersten Oberfläche der äußersten Magnetschicht zu der obersten Oberfläche der n-ten Schicht.

2. Verfahren zur Herstellung von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: Kneten und Dispergieren eines ersten ferromagnetischen Pulvers in einem Bindeznittel zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungslösung mit einer Hc von Hn für die unterste Schicht, die am nächsten zu dem nicht-magnetischen Träger angeordnet ist, Kneten und Dispergieren eines zweiten ferromagnetischen Pulvers in einem Bindemittel zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungslösung mit einer Hc von H&sub1; unterschiedlich zu Hn für die äußerste Schicht, Mischen der magnetischen Beschichtunglösung für die unterste Schicht und der magnetischen Beschichtungslösung für die äußerste Schicht in solch einem Verhältnis, daß wenigstens eine magnetische Beschichtungslösung für eine Zwischenschicht mit einer vorbestimmten Hc zwischen derjenigen der untersten und äußersten Schichten geschaffen wird, gleichzeitiges Beschichten der magnetischen Beschichtungslösung für die unterste Schicht, der einen oder mehreren magnetischen Beschichtungslösungen für die Zwischenschicht, und der magnetischen Beschichtungslösung für die äußerste Schicht auf den nicht-magnetischen Träger zur Ausbildung einer Vielzahl von magnetischen Schichten, Unterziehen der magnetischen Schichten einer Orientierungsbehandlung, Trocknen der magnetischen Schichten und anschließendes Kalandrieren des magnetischen Aufzeichnungsmediums.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, umfassend drei magnetische Schichten mit einer gesamten kombinierten Dicke von weniger als 1 um.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die das ferromagnetische Pulver aufbauenden Teilchen einen Korndurchmesser entlang der Hauptachse von 0,5 um oder weniger besitzen.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin das ferromagnetische Pulver eine spezifische Oberfläche von 25 bis 80 m²/g besitzt.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die kristalline Größe des ferromagnetischen Pulvers im Bereich von 10 bis 45 nm (100 bis 450 Å) besitzt.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die kristalline Größe des ferromagnetischen Pulvers, welches in der äußersten Schicht enthalten ist, kleiner ist als diejenige des in der untersten magnetischen Schicht enthaltenen Pulvers.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin das Pulver ausgewählt ist aus einem thermoplastischen Harz, einem wärmefixierbaren Harz, einem reaktiven Harz und Mischungen davon.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin das Bindemittel wenigstens eine polare Gruppe in einer Menge von 1 x 10&supmin;¹ bis 1 x 10&supmin;&sup8; Mol/g Bindemittel enthält.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin das Bindemittel in jeder magnetischen Schicht in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des in der gleichen magnetischen Schicht enthaltenen ferromagnetischen Pulvers, enthalten ist.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin das ferromagnetische Pulver eine Hc von 200 bis 2.000 Oe besitzt.

12. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin der nicht-magnetische Träger eine Dicke von 1 bis 100 um besitzt.

13. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 12, worin die gesamte Dicke der magnetischen Schichten das 1/100- bis 2- fache des nicht-magnetischen Trägers beträgt.