Ziel
der Erfindung ist es, ein Magnetaufzeichnungsmedium mit mehreren
magnetischen Schichten (d.h. mindestens zwei magnetischen Schichten)
zu schaffen, bei dem die elektromagnetischen Eigenschaften, wie
z.B. RF-Output, YS/N und Chroma-S/N und dgl. deutlich verbessert
sind und ein höheres
Output sowie ein niedrigeres Rauschen erzielt werden. Ziel der Erfindung
ist es ferner, ein Magnetaufzeichnungsmedium zu schaffen, bei dem
die Selbstentmagnetisierung gering ist bei einer verbesserten Aufzeichnung
bei kurzer Wellenlänge.
Diese
Ziele können
erfindungsgemäß erreicht
werden durch ein Magnetaufzeichnungsmedium gemäß dem Patentanspruch 1.
Der
Grund dafür,
warum das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium
ausgezeichnete elektromagnetische Eigenschaften aufweist, ist, wie
angenommen wird, folgender:
Um die Selbstentmagnetisierung
zu vermindern, muß die
Hc der zweiten magnetischen Schicht, die
in Nachbarschaft zum Magnetkopf vorliegt und die Aufzeichnung bei
kurzer Wellenlänge
durchführt,
auf 5 × 104 A/m oder mehr erhöht werden. Die Hc beträgt vorzugsweise
6 × 104 A/m oder mehr, besonders bevorzugt 8 × 104 bis 12 × 104 A/m;
eine Hc von mehr als 1,5 × 105 A/m ist jedoch unerwünscht, weil es schwierig ist,
mit ihr eine Aufzeichnung unter Verwendung eines Magnetkopfes durchzuführen. Eine
erhöhte
Hc ist nachteilig für die Aufzeichnung von langwelligen
Signalen, so daß das
Output abnimmt. Es hat sich gezeigt, daß diese Probleme gelindert
werden können
durch Erhöhung
der Packungsdichte, des Quadratverhältnisses und der remanenter. Magnetflußdichte
Br (Wb/m2) der zweiten
magnetischen Schicht. Es hat sich ferner gezeigt, daß diese
Probleme weiter gelindert werden können, wenn das Verhältnis Br/Hc auf einen Wert
von 2,0 × 10–6 H/m
oder mehr, vorzugsweise von 2,5 × 10–6 H/m
oder mehr und besonders bevorzugt von 3 × 10–6 H/m
oder mehr gebracht wird.
Außerdem wurde
gefunden, daß diese
Verbesserung noch weiter erhöht
wird, wenn der Wert für
die SFD auf 0,6 oder weniger gebracht wird. Bei dem Ausdruck "SFD" handelt es sich
um die Abkürzung
für den Ausdruck "Schaltfeldverteilung" und darunter ist
die Verteilung der Hc in einer magnetischen Schicht (d.h. die Verteilung
des Umkehrmagnetfeldes) zu verstehen und sie wird ausgedrückt als
Wert, der erhalten wird durch Dividieren der Halbwertsbreite der
Differentialkurve in einer magnetischen Hysteresekurve bei einem
Magnetfeld von 5 kOe (40 × 104 A/m) durch die Hc.
Es
ist noch nicht genau bekannt, warum die elektromagnetischen Eigenschaften
durch eine SFD von 0,6 oder weniger verbessert werden. Es kann jedoch
angenommen werden, daß aufgrund
einer engen Verteilung der Hc die Komponente mit niedrigem Hc, die zu einer Selbstentmagnetisierung neigt,
und die Komponente mit einer hohen Hc, die
eine Erschwerung der Aufzeichnung hervorruft, abnehmen, so daß der Magnetisierungsgehalt,
der der Wiedergabe zuzuschreiben ist, erhöht wird.
Die
SFD beträgt
vorzugsweise 0,5 oder weniger, insbesondere 0,3 oder weniger.
Vorzugsweise
ist die Koerzitivkraft (Hc') der ersten magnetischen
Schicht niedriger als die Koerzitivkraft (Hc)
der zweiten magnetischen Schicht; sonst kann eine befriedigende
Aufzeichnung in der ersten magnetischen Schicht bei einem abnehmenden
Magnetfeld des Magnetkopfes nicht erzielt werden. Die Koerzitivkraft
der ersten magnetischen Schicht liegt in dem Bereich von 2 × 104 bis 1 × 105 A/m, vorzugsweise von 3 × 104 bis 8 × 104 A/m, insbesondere von 4 × 104 bis 7 × 104 A/m. Wenn die Koerzitivkraft der ersten
magnetischen Schicht mehr als 1 × 105 A/m
beträgt,
ist eine Aufzeichnung unter dem Magnetfeld des magnetischen Kopfes schwierig.
Eine Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht von weniger
als 2 × 104 A/m ist nicht bevorzugt, weil eine Selbstentmagnetisierung
auftritt, Wenn das Verhältnis
(Br'/Hc')
zwischen der remanenten Magnetflußdichte (Br') der zweiten magnetischen
Schicht und der Koerzitivkraft (Hc') der zweiten magnetischen
Schicht 2,0 × 10–6 H/m
oder mehr, vorzugsweise 2,5 × 10–6 H/m
oder mehr und insbesondere 3 × 10–6 H/m
oder mehr beträgt,
kann ein ausreichendes Output nicht erzielt werden, selbst wenn
das Magnetfeld des Magnetkopfes klein ist.
Wenn
die Dicke der zweiten magnetischen Schicht vorzugsweise 1,5 μm oder weniger
beträgt,
werden die elektromagnetischen Eigenschaften deutlich besser. Es
ist besonders bevorzugt, daß die
Dicke der zweiten magnetischen Schicht 1,0 μm oder weniger beträgt.
Es
wurde nun gefunden, daß dann,
wenn die durchschnittliche Länge
der magnetischen Teilchen in der Längsachse in der zweiten magnetischen
Schicht 0,25 μm
oder weniger beträgt
und wenn die Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit (Ra)
(der Abschnitt-Wert: 0,025 mm) der zweiten magnetischen Schicht 1/10
oder weniger, vorzugsweise 1/20 oder weniger, insbesondere 1/40
oder weniger der durchschnittlichen Länge der magnetischen Teilchen
in der Längsachse
beträgt,
das Rauschen sehr gering (niedrig) wird.
Die
durchschnittliche Länge
der magnetischen Teilchen in der Längsachse in der zweiten magnetischen
Schicht beträgt
0,25 μm
oder weniger, vorzugsweise 0,20 μm
oder weniger, insbesondere 0,15 μm
oder weniger. In den magnetischen Teilchen der zweiten magnetischen
Schicht beträgt
das Verhältnis
von kurzer Achse zu langer Achse, nämlich das Acicularverhältnis, vorzugsweise
2 bis 20, insbesondere 4 bis 14. Der hier verwendete Ausdruck "Längsachse" bezieht sich auf die längste Achse
unter den drei Achsen und der hier verwendete Ausdruck "kurze Achse" bezieht sich auf
die kürzeste
Achse unter den drei Achsen.
Die
spezifische Oberflächengröße (SBET) der magnetischen Teilchen der zweiten
magnetischen Schicht beträgt
im allgemeinen 25 bis 80 m2/g, vorzugsweise
35 bis 60 m2/g, gemessen nach dem BET-Verfahren.
Wenn die spezifische Oberflächengröße weniger
als 25 m2/g beträgt, wird das Rauschen stark
(hoch), während
dann, wenn sie mehr als 80 m2/g beträgt, es schwierig
ist, gute Oberflächeneigenschaften
zu erzielen.
Die
Kristallitgröße der magnetischen
Teilchen in der zweiten magnetischen Schicht beträgt im allgemeinen
450 bis 100 Å,
vorzugsweise 350 bis 150 Å.
Wenn
die durchschnittliche Länge
in der Längsachse
und die Kristallitgröße der magnetischen
Teilchen in der ersten magnetischen Schicht größer sind als diejenigen in
der zweiten magnetischen Schicht und wenn die spezifische Oberflächengröße der magnetischen
Teilchen der ersten magnetischen Schicht geringer ist als diejenige
in, der zweiten magnetischen Schicht, sind die Teilchen leicht zu
dispergieren, wodurch ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften erzielt werden.
In
dem erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmedium
beträgt
das Quadratverhältnis
der zweiten magnetischen Schicht in der Bandlaufrichtung, wenn die
magnetischen Eigenschaften unter einem Magnetfeld von 5 kOe (40 × 104 A/m) gemessen werden, vorzugsweise 0,70
oder mehr, insbesondere 0,80 oder mehr, besonders bevorzugt 0,90
oder mehr. Das Quadratverhältnis
der ersten magnetischen Schicht kann kleiner sein als dasjenige
der zweiten magnetischen Schicht, zweckmäßig beträgt es jedoch 0,80 oder mehr.
Wenn
das Quadratverhältnis
der zweiten magnetischen Schicht ansteigt, besteht die Neigung,
daß die SFD
der zweiten magnetischen Schicht 0,6 oder weniger beträgt.
Vorzugsweise
betragen die Quadratverhältnisse
in der ersten magnetischen Schicht und in der zweiten magnetischen
Schicht in der Richtung senkrecht zur Bandlaufrichtung 80% oder
weniger der Werte in der Bandlaufrichtung.
Die
SFD der ersten magnetischen Schicht kann größer sein als diejenige der
zweiten magnetischen Schicht; sie beträgt jedoch bevorzugt 0,6 oder
weniger, insbesondere 0,5 oder weniger und besonders bevorzugt 0,4
oder weniger.
Die
Sättigungsmagnetisierung
(Gs) der magnetischen Teilchen in der zweiten
magnetischen Schicht beträgt
50 emu/g oder mehr, vorzugsweise 70 emu/g oder mehr, und wenn die
magnetischen Teilchen ferromagnetische Teilchen sind, beträgt die Sättigungsmagnetisierung
(Gs) vorzugsweise 100 emu/g oder mehr. Die Sättigungsmagnetisierung
(Gs')
der magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen Schicht kann
kleiner sein als diejenige in der zweiten magnetischen Schicht;
vorzugsweise beträgt
sie jedoch 50 emu/g oder mehr, insbesondere 70 emu/g oder mehr.
Vorzugsweise
ist das Verhältnis
r1500 der magnetischen Teilchen in der zweiten
magnetischen Schicht kleiner als dasjenige in der ersten magnetischen
Schicht, es kann 1,5 oder weniger betragen. Die magnetischen Teilchen
in der ersten magnetischen Schicht und in der zweiten magnetischen
Schicht haben vorzugsweise ein Verhältnis r1500 von
1,0 oder weniger.
Der
hier verwendete Ausdruck "r1500" bezieht
sich auf die Restmagnetisierungsmenge (%), wobei die Magnetaufzeichnungsmedien
einer Sättigungsmagnetisierung
unterzogen werden und dann ein Magnetfeld von 1500 Oe (12 × 104 A/m) entgegengesetzter Richtung an sie
angelegt wird.
Die
magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen Schicht und in
der zweiten magnetischen Schicht haben vorzugsweise einen Wassergehalt
von 0,01 bis 2 Gew.-%. Der Wassergehalt der magnetischen Teilchen
wird vorzugsweise in Abhängigkeit
von der Art des verwendeten Bindemittels eingestellt (gesteuert).
Die
Ab nahme-Dichte der magnetischen Teilchen in der zweiten magnetischen
Schicht beträgt
vorzugsweise 0,5 g/ml oder mehr, insbesondere 0,8 g/ml oder mehr.
Die
Ab nahme-Dichte der magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen
Schicht kann kleiner sein als diejenige in der zweiten magnetischen
Schicht; zweckmäßig beträgt sie jedoch
0,6 g/ml oder mehr.
Wenn
die magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen Schicht ein
mit Kobalt modifiziertes Eisenoxid umfassen, beträgt das Verhältnis von
bivalentem Eisen zu trivalentem Eisen vorzugsweise 0 bis 20 Atom-%,
insbesondere 5 bis 10 Atom-%. Das Verhältnis von Kobaltatomen zu Eisenatomen
beträgt
außerdem 0
bis 15 Atom-%, vorzugsweise 3 bis 8 Atom-%.
Vorzugsweise
wird der pH-Wert der magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen
Schicht und in der zweiten magnetischen Schicht eingestellt (gesteuert)
durch Auswahl der Bindemittel. Der pH-Wert liegt in dem Bereich
von 4 bis 12, vorzugsweise von 6 bis 10.
Mindestens
die magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen Schicht und/oder
die magnetischen Teilchen in der zweiten magnetischen Schicht können gewünschtenfalls
mit Materialien, wie z.B. Al, Si, P oder Oxiden davon oberflächenbehandelt
werden. Wenn diese Materialien in einer Menge von 0,1 bis 10 Atom-%,
bezogen auf die magnetischen Teilchen, verwendet werden, werden
Gleitmittel (Schmiermittel), wie z.B. Fettsäuren, vorzugsweise von den
magnetischen Teilchen in einer Menge von 100 mg/m2 oder
weniger absorbiert, was zu guten Effekten führt.
Die
magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen Schicht und in
der zweiten magnetischen Schicht können lösliche anorganische Ionen,
wie z.B. Ionen von Na, Ca, Fe, Ni oder Sr, in einer Menge von 500
ppm oder weniger enthalten, ohne daß ihre Eigenschaften dadurch
beeinflußt
werden.
Zu
Beispielen für
die magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen Schicht und
in der zweiten magnetischen Schicht gehören konventionelle ferromagnetische
Teilchen, wie z.B. solche aus γ-FeOx (x = 1,33 bis 1,5); mit Co modifiziertes γ-FeOx (x = 1,33 bis 1,5); ferromagnetische, Legierungsteilchen,
die Fe, Ni oder Co als eine Hauptkomponente (75% oder mehr) enthalten;
solche aus Bariumferrit; oder Strontiumferrit. Diese ferromagnetischen
Teilchen können
außer
den vorgegebenen Atomen enthalten 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, oder B. Diese ferromagnetischen
Teilchen können,
bevor sie dispergiert werden, vorher mit Dispergiermitteln, Gleitmitteln (Schmiermitteln),
oberflächenaktiven
Agentien oder Antistatikmitteln, wie sie weiter unten beschrieben
werden, behandelt werden.
Die
ferromagnetischen Legierungsteilchen können eine geringe Menge Hydroxide
oder Oxide enthalten.
Ferromagnetische
Legierungsteilchen können
erhalten werden unter Anwendung bekannter Herstellungsverfahren.
Zu Beispielen für
solche Verfahren gehören
ein Verfahren, bei dem eine Reduktion durchgeführt wird unter Verwendung eines
reduzierenden Gases, wie z.B. komplexe organische Säuresalze
(wie Oxalate) und Wasserstoff; ein Verfahren, bei dem ein Eisenoxid
reduziert wird unter Verwendung eines reduzierenden Gases, wie z.B.
Wasserstoff, zur Herstellung von Teilchen aus Fe oder Fe-Co; ein
Verfahren, bei dem Metallcarbonylverbindungen pyrolysiert werden;
ein Verfahren, bei dem ein Reduktionsmittel, wie Natriumborhydrid,
Hypophosphite oder Hydrazin einer wäßrigen Lösung eines ferromagnetischen
Metalls zugesetzt wird, um eine Reduktion zu bewirken; und ein Verfahren,
bei dem Metall in einem inerten Gas unter vermindertem Druck verdampft
wird zur Erzielung von feinen Metallpulvern.
Die
so erhaltenen ferromagnetischen Legierungsteilchen können einem
konventionellen allmählichen Oxidationsverfahren
unterzogen werden, beispielsweise einem Verfahren, bei dem sie in
organische Lösungsmittel
eingetaucht und anschließend
getrocknet werden; ein Verfahren, bei dem sie in organische Lösungsmittel
eingetaucht und dann ein Oxidfilm darauf erzeugt wird unter Verwendung
eines Sauerstoff enthaltenden Gases; wonach sie getrocknet werden;
und ein Verfahren, bei dem ein Oxidfilm darauf erzeugt wird ohne
Verwendung von organischen Lösungsmitteln
durch Einstellen der Partialdrucke von Sauerstoffgas und eines Inertgases.
Vorzugsweise
ist die Anzahl der Poren in den erfindungsgemäß verwendeten magnetischen
Teilchen so klein wie möglich,
vorzugsweise beträgt
sie 20 Vol.-% oder weniger, besonders bevorzugt 5 Vol.-% oder weniger.
Die
erfindungsgemäß verwendeten
magnetischen Teilchen können
unter Anwendung bekannter Verfahren hergestellt werden. wenn die
Eigenschaften der magnetischen Teilchen bezüglich der obengenannten Größe befriedigend
sind, kann die, Gestalt der magnetischen Teilchen acicular, granular,
ellipsoidal oder plattenförmig
sein. Damit die zweite magnetische Schicht eine SFD von 0,6 oder
weniger aufweist, ist es erforderlich, daß ihre Hc eng
verteilt ist. Zu diesem Zweck können
verschiedene Verfahren zur Herstellung der magnetischen Teilchen
angewendet werden, beispielsweise ein Verfahren, bei dem die Reaktionstemperatur
zum Wachsenlassen von Keimen von 20°C auf 40°C so erhöht wird, daß Goethitteilchen mit einer
breiten Verteilung erhalten werden können; ein Verfahren, bei dem γ-Hämatit calciniert
wird, die Oberfläche
von Goethit mit asserglas behandelt wird, wodurch verhindert wird,
daß γ-Hämatit gesintert
wird; und ein Verfahren, bei dem in bezug auf mit Kobalt modifiziertes
Eisenoxid die Adhäsionsrate
von Kobalt niedriger ist als bei dem Stand der Technik.
Erfindungsgemäß kann das
Bindemittel zur Herstellung der ersten magnetischen Schicht und
der zweiten magnetischen Schicht ein thermoplastisches Harz, ein
wärmehärtbares
Harz, ein Harz vom reaktiven Typ oder eine Mischung davon sein,
wobei diese Bindemittel übliche
bekannte Bindemittel sind.
Zu
geeigneten thermoplastischen Harzen gehören solche mit einer Glasumwandlungstemperatur
von –100
bis 150°C,
einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 1000 bis 200
000, vorzugsweise von 10 000 bis 100 000, und einem Polymerisationsgrad
von etwa 50 bis etwa 1000. Zu Beispielen für solche Harze gehören Polymere
oder Copolymere, in denen Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylalkohol,
Maleinsäure,
Acrylsäure, Acrylsäureester,
Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Methacrylsäure, Methacrylsäureester,
Styrol, Butadien, Ethylen, Vinylbutyral, Vinylacetal oder Vinyläther und
dgl. als eine Aufbaueinheit enthalten sind; Polyurethanharze und verschiedene
Kautschukharze.
Zu
Beispielen für
geeignete wärmehärtbare Harze
oder Harze vom reaktiven Typ gehören
Phenolharze, Epoxyharze, härtbare
Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, reaktive
Acrylharze, Formaldehydharze, Siliconharze, Epoxypolyamidharze,
eine Mischung von Polyesterharzen und Isocyanatprepolymeren, eine
Mischung von Polyesterpolyolen und Polyisocyanaten und eine Mischung
von Polyurethanen und Polyisocyanaten.
Die
obengenannten Harze sind im "Plastic
Handbook" von Asakura
Shoten Co., Ltd., beschrieben.
Ein
konventionelles, durch Elektronenstrahlung härtbares Harz kann verwendet
werden zur Erzeugung der ersten magnetischen Schicht und der zweiten
magnetischen Schicht. Beispiele für solche Harze und Verfahren
zu ihrer Herstellung sind in JP-A-62-256 219 näher beschrieben.
Die
obengenannten Harze können
einzeln oder in Kombination verwendet werden. Zu typischen Beispielen
für diese
Kombinationen von thermoplastischen Harzen gehören eine Kombination aus einem
Polyurethanharz und mindestens einem Vertreter, ausgewählt aus
der Gruppe, die besteht aus Vinylchloridharzen, Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymeren,
Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Copolymeren und Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren
und eine Kombination aus solchen Harzen und Polyisocyanaten.
Es
können
konventionelle Polyurethanharze, wie z.B. Polyesterpolyurethane,
Polyätherpolyurethane, Polyätherpolyesterpolyurethane,
Polycarbonatpolyurethane, Polyesterpolycarbonatpolyurethane oder
Polycaprolactampolyurethane verwendet werden.
Damit
das Bindemittel eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit und Haltbarkeit
besitzt, ist es bevorzugt, daß mindestens
eine polare Gruppe, ausgewählt
aus der Gruppe, die besteht aus -COOM, -SO
3M,
-OSO
3M, -P=O(OM)
2,
-O-P=O(OM)
2 (worin M für ein Wasserstoffatom oder
eine Alkalimetallgruppe steht), -OH,
(worin R für eine Kohlenwasserstoffgruppe
steht), Epoxygruppen, -SH und -CN, in das Bindemittel eingeführt wird
unter Anwendung einer Copolymerisationsreaktion oder einer Additionsreaktion.
Der
Gehalt an diesen polaren Gruppen beträgt 1 × 10–1 bis
1 × 10–8 Mol/g,
vorzugsweise 1 × 10–2 bis 1 × 10–6 Mol/g.
Zu
Beispielen für
solche Bindemittel gehören
VAGH, VYHH, VMCH, VAGF, VAGD, VROH, VYES, VYNC, VMCC, XYHL, XYSG,
PKHH, PKHJ, PKHC und PKFE (die von der Firma Union Carbide Co.,
Ltd. hergestellt werden); MPR-TA, MPR-TA5, MPR-TAL, MPR-TSN, MPR-TMF,
MPR-TS und MPR-TM (die von der Firma Nissin Chemical Industry Co.,
Ltd.) hergestellt werden; 1000W, DX80, DX81, DX82 und DX83 (die
von der Firma Denki Kagaku Co., Ltd. hergestellt werden); MR110,
MR100 und 400X110A (die von der Firma Nippon Zeon Co., Ltd. hergestellt
werden); Nippollan N2301, N2302 und N2304 (die von der Firma Nippon
Polyurethane Co., Ltd. hergestellt werden); Pandex T-5105, T-R3080,
T-5201, Burnock D-400, D-210-80, Crisvon 6109 und Crisvon 7209 (die
von der Firma Dainippon Ink Co., Ltd. hergestellt werden); U-Vylon
R 8200, UR-8300,
RV 530 und RV 280 (die von der Firma Toyobo Co., Ltd. hergestellt
werden); Daipheramine 4020, 5020, 5100, 5300, 9020, 9022 und 7020
(die von der Firma Dainichi Seika Co., Ltd. hergestellt werden); MX5004,
hergestellt von der Firma Mitsubishi Kasei Co., Ltd.; Sunprene SP-150,
hergestellt von der Firma Sanyo Kasei Co., Ltd.; und Salan F310
und F210, hergestellt von der Firma Asahi Kasei Co., Ltd.
Die
Bindemittel zur Herstellung der ersten magnetischen Schicht und
der zweiten magnetischen Schicht werden in einer Menge von 5 bis
50 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die magnetischen
Teilchen jeder magnetischen Schicht, verwendet. Wenn ein Vinylchloridharz
verwendet wird, wird es vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 30
Gew.-% verwendet; wenn ein Polyurethanharz verwendet wird, wird
es vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-% verwendet; und
wenn ein Polyisocyanatharz verwendet wird, wird es vorzugsweise
in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-% verwendet. Vorzugsweise werden diese
Harze in Kombination verwendet.
Wenn
ein Polyurethan als Bindemittel verwendet wird, hat es vorzugsweise
eine Glasumwandlungstemperatur von –50 bis 100°C, eine Dehnung beim Bruch von
100 bis 2000%, eine Bruchfestigkeit von 0,05 bis 10 kg/cm2 und eine Streck grenze von 0,05 bis 10 kg/cm2.
Das
erfindungsgemäße magnetische
Aufzeichnungsmedium umfaßt
mindestens zwei magnetische Schichten. Deshalb ist es möglich, falls
erwünscht,
daß der
Gehalt an Bindemitteln, der Gehalt an Vinylchloridharzen, an Polyurethanharzen,
an Polyisocyanaten oder anderen Harzen, das Molekulargewicht jedes
in den magnetischen Schichten enthaltenen Harzes, der Gehalt an
polaren Gruppen oder die physikalischen Eigenschaften dieser Harze
zwischen der ersten magnetischen Schicht und der zweiten magnetischen
Schicht geändert
werden können.
Zu
Beispielen für
Polyisocyanate, die erfindungsgemäß verwendet werden können, gehören Isocyanate,
wie Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Naphthylen-1,5-diisocyanat,
o-Toluidindiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Triphenylmethantriisocyanat;
und die Reaktionsprodukte dieser Isocyanate mit Polyalkoholen; und
Polyisocyanate, die hergestellt werden durch Kondensieren dieser
Isocyanate. Diese Isocyanate sind im Handel erhältlich unter den Handelsnamen "Coronate L", "Coronate HL", "Coronate 2030", Coronate 2031", "Millionate MR", "Millionate MTL" (hergestellt von der
Firma Nippon Polyurethane Co., Ltd.); "Takenate D-102", "Takenate
D-110N", "Takenate D-200", "Takenate D-202" (hergestellt von
der Firma Takeda Chemical Industries Co., Ltd.); und "Desmodule L", "Desmodule IL", "Desmodule N", "Desmodule HL" (hergestellt von
der Firma Sumitomo Bayer Co., Ltd.). Diese Isocyanate können allein
oder in Form von Mischungen in der ersten magnetischen Schicht und
in der zweiten magnetischen Schicht verwendet werden, wobei man
ihre unterschiedlichen Aushärtungsreaktivitäten ausnutzt.
Als
Ruß kann
Ofenruß für Kautschuk,
thermischer Ruß für Kautschuk,
Ruß zum
Anfärben
oder Acetylenruß und
dgl. verwendet werden.
Bezüglich der
Eigenschaften des Rußes
ist es bevorzugt, daß die
spezifische Oberflächengröße (SBET) 5 bis 500 m2/g,
die DBP-Ölabsorptionsmenge
10 bis 400 ml/100 g, die durchschnittliche Teilchengröße 5 bis 300 μm, der pH-Wert
2 bis 10, der Wassergehalt 0,1 bis 10 Gew.-% und die Abnahmedichte
0,1 bis 1 g/ml betragen.
Zu
Beispielen für
Ruße,
die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
gehören
BLACKPEARLS 2000, 1300, 1000, 900, 800 und 700 und VULCAN XC-72
(hergestellt von der Firma Cabot Co., Ltd.); #80, #60, #55, #50
und #35 (hergestellt von der Firma Asahi Carbon Co., Ltd.); #2400B,
#2300, #900, #1000, #30, #40 und #10B (hergestellt von der Firma
Mitsubishi Kasei Co., Ltd.); und CONDUCTEXSC, RAVEN 150, 50, 40 und
15 (hergestellt von der Firma Columbia Carbon Co., Ltd.).
Der
Ruß kann
einer Oberflächenbehandlung
unterzogen werden unter Verwendung von Dispergiermitteln oder er
kann unter Verwendung von Harzen graphitiert werden. Es kann Ruß verwendet
werden, bei dem ein Teil seiner Oberfläche graphitiert ist. Bevor
der Ruß einer
magnetischen Beschichtungszusammensetzung zugesetzt wird, kann er
vorher mit Bindemitteln dispergiert werden.
Diese
Ruße können allein
oder in Form von Kombinationen in der ersten magnetischen Schicht
und in der zweiten magnetischen Schicht verwendet werden. Vorzugsweise
beträgt
der Rußgehalt
0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die magnetischen Teilchen, sowohl
in der, ersten magnetischen Schicht als auch in der zweiten magnetischen
Schicht.
Der
Ruß dient
dazu, Elektrifizierungseigenschaften zu verhindern, den Reibungskoeffizienten
herabzusetzen, Lichtabschirmungseigenschaften zu erzielen und die
Filmfestigkeit zu erhöhen.
Diese Wirkungen des Rußes
variieren in Abhängigkeit
von seiner Art. Deshalb können
die Art, die Menge und die Kombination des Rußes in der ersten magnetischen
Schicht und in der zweiten magnetischen Schicht geändert werden
unter Berücksichtigung
der Teilchengröße, der Ölabsorptionsmenge,
der elektrischen Leitfähigkeit
oder des pH-Wertes. Wenn beispielsweise ein Ruß mit einer hohen elektrischen
Leitfähigkeit
zur Bildung der ersten magnetischen Schicht verwendet wird, werden
Elektrifizierungseigenschaften verhindert, und wenn ein Ruß mit einer
großen
Teilchengröße zur Bildung
der zweiten magnetischen Schicht verwendet wird, wird der Reibungskoeffizient
herabgesetzt.
Beispiele
für Ruße, die
erfindungsgemäß verwendet
werden können,
sind in "Carbon
Black Binran" der
Carbon Black Association angegeben.
Zu
Beispielen für
Schleifmittel, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
gehören
bekannte Materialien mit einer Mohs'schen Härte von 6 oder höher, wie α-Aluminiumoxid
mit einer α-Umwandlung
von 90% oder mehr, β-Aluminiumoxid,
Silciumcarbid, Chromoxid, Kaliumoxid, α-Eisenoxid, Corundum, synthetischer
Diamant, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Titancarbid, Titanoxid,
Siliciumdioxid oder Bornitrid. Diese werden allein oder in Form
von Kombinationen verwendet. Es kann auch eine Zusammensetzung aus
solchen Schleifmitteln (d.h. Schleifmittel, die mit anderen Schleifmitteln
behandelt worden sind) verwendet werden. Diese Schleifmittel können einige
andere Verbindungen oder Elemente als den Hauptbestandteil enthalten
und die Effekte der Schleifmittel bleiben unverändert, wenn der Hauptbestandteil
90% oder mehr beträgt.
Die
Teilchengröße dieser
Schleifmittel beträgt
vorzugsweise 0,01 bis 2 μm.
Wenn Schleifmittel, die in bezug auf ihre Teilchengrößen voneinander
verschieden sind, miteinander kombiniert werden oder wenn eine einzige
Art eines Schleifmittels verwendet wird, bei dem die Verteilung
der Teilchengröße breit
ist, können ähnliche
Effekte aufrechterhalten werden.
Vorzugsweise
haben die Schleifmittel eine Abnahmedichte von 0,3 bis 2 g/m2, einen Wassergehalt von 0,1 bis 5%, einen
pH-Wert von 2 bis 11 und eine spezifische Oberflächengröße (SBET) von 1 bis 30 m2/g.
Die
Schleifmittel, die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
können
eine aciculare, kugelförmige
oder würfelförmige Gestalt
haben. Schleifmittel, in denen ein Teil ihrer Gestalt eine Kante
aufweist, werden bevorzugt verwendet, weil deren Schleifeigenschaften
besser sind.
Zu
Beispielen für
geeignete Schleifmittel gehören
AKP-20, AKP-30, AKP-50 und HIT-50, hergestellt von der Firma Sumitomo
Chemical Co., Ltd., G5, G7, S-1, hergestellt von der Firma Nihon
Chemical Industry Co., Ltd., 100ED und 140ED, hergestellt von der
Firma Toda Kogyo Co., Ltd.
Die
Art, Menge und Kombination der Schleifmittel in der ersten magnetischen
Schicht und in der zweiten magnetischen Schicht können in
Abhängigkeit
vom angestrebten Ziel variiert werden. So kann beispielsweise die
Haltbarkeit der Oberfläche
der magnetischen Schicht verbessert werden durch Erhöhung der
Menge der Schleifmittel in der zweiten magnetischen Schicht und
die Haltbarkeit des Randes der magnetischen Schichten kann verbessert
werden durch Erhöhung
der Menge der Schleifmittel in der ersten magnetischen Schicht.
Diese
Schleifmittel werden vorher mit Bindemitteln dispergiert und sie
können
dann einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung zugesetzt werden.
Vorzugsweise
sind die Schleifmittel in der Oberfläche sowie im Rand der magnetischen
Schichten in einer Menge von 5 Teilchen/100 μm2 oder
mehr enthalten. Erfindungsgemäß können Zusätze, die
einen Schmiereffekt, einen antistatischen Effekt, einen Dispergiereffekt
oder einen Plastifizierungseffekt haben, verwendet werden.
Zu
Beispielen für
solche Zusätze
gehören
Molybdändisulfid;
Wolframdisulfid; Graphit; Bornitrid; fluoriertes Graphit; Siliconöle; Siliconöle mit polaren
Gruppen; mit Fettsäure
modifizierte Silicone; Fluor enthaltende Silicone; Fluor enthaltende
Alkohole; Fluor enthaltende Ester; Polyolefine; Polyglacole; Alkylphosphorsäureester
und ihre Alkalimetallsalze; Alkylschwefelsäureester und ihre Alkalimetallsalze;
Polyphenyläther;
Fluor enthaltende Alkylschwefelsäureester
und ihre Alkalimetallsalze; monobasische Fettsäuren mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen
(die eine ungesättigte
Bindung enthalten können
oder verzweigt sein können)
und ihre Metallsalze (wie z.B. von Li, Na, K, Cu); monovalente,
divalente, trivalente, tetravalente, pentavalente und hexavalente
Alkohole mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen (die eine ungesättigte Bindung
enthalten können
oder verzweigt sein können);
Oxyalkohole mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen; Monofettsäureester
oder Difettsäureester oder
Trifettsäureester,
die jeweils aus einer monobasischen Fettsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen
bestehen (die eine ungesättigte
Bindung enthalten kann oder verzweigt sein kann) und irgendeinem
der monovalenten, divalenten, trivalenten, tetravalenten, pentavalenten
und hexavalenten Alkohole mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen (die eine
ungesättigte
Bindung enthalten können
oder verzweigt sein können); Fettsäureester
von Monoalkyläthern
von Alkylenoxidpolymeren; Fettsäureamide
mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen; und aliphatische Amine mit 8 bis
22 Kohlenstoffatomen.
Zu
Beispielen für
diese Alkohole, Säuren
oder Ester gehören
Laurinsäure,
Myristinsäure,
Palmitinsäure,
Stearinsäure,
Behensäure,
Butylstearat, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaidinsäure, Octylstearat, Amylstearat,
Isooctylstearat, Octylmyristat, Butoxyethylstearat, Anhydrosorbitanmonostearat,
Anhydrosorbitandistearat, Anhydrosorbitantristearat, Oleylalkohol
und Laurylalkohol.
Außerdem können verwendet
werden nicht-ionische oberflächenaktive
Agentien, wie Alkylenoxide, Glycerine, Glycidole oder Alkylphenol-Ethylenoxid-Addukte;
kationische oberflächenaktive
Agentien, wie cyclische Amine, Esteramide; quaternäre Ammoniumsalze,
Hydantoinderivate, heterocyclische Verbindungen oder Phosphonium-
oder Sulfoniumverbindungen; anionische oberflächenaktive Agentien, die saure
Gruppen, wie z.B. Carbonsäure-,
Sulfonsäure-,
Phosphorsäure-,
Schwefelsäureester-
oder Phosphorsäureestergruppen enthalten;
und amphotere oberflächenaktive
Agentien, wie z.B. Aminosäuren,
Aminosulfonsäuren,
Schwefelsäure-
oder Phosphorsäureester
von Aminoalkoholen oder Alkylbetainen.
Diese
oberflächenaktiven
Agentien sind in "Surface
Active Agent Binran" von
Sangyo Tosho Co., Ltd., beschrieben.
Diese
Schmiermittel (Gleitmittel) und Antistatikmittel sind nicht notwendigerweise
zu 100% rein und können
Verunreinigungen, wie z.B. Isomere, nicht-umgesetzte Produkte, Nebenprodukte,
Zersetzungsprodukte oder Oxide, enthalten. Der Gehalt an diesen
Verunreinigungen beträgt
vorzugsweise 30% oder weniger, insbesondere 10% oder weniger.
Die
Arten und Mengen dieser Gleit- bzw. Schmiermittel und oberflächenaktiven
Agentien können
gewünschtenfalls
geändert
werden. Wenn beispielsweise Fettsäuren mit unterschiedlichen
Schmelzpunkten in der ersten magnetischen Schicht und in der zweiten
magnetischen Schicht verwendet werden, kann ein Ausschwitzen (Austreten)
verhindert werden. Wenn Ester mit unterschiedlichen Siedepunkten
oder unterschiedlichen Polaritäten
verwendet werden, kann ein Ausschwitzen (Austreten) verhindert werden.
Wenn die Menge der oberflächenaktiven
Agentien eingestellt wird, kann die Beschichtung stabilisiert werden.
Wenn die Menge der Gleitmittel (Schmiermittel) in bezug auf die
magnetischen Teilchen in der ersten magnetischen Schicht erhöht wird,
kann der Schmiereffekt verbessert werden.
Erfindungsgemäß können alle
Zusätze
oder ein Teil derselben in jeder beliebigen Herstellungsstufe zugegeben
werden. So können
diese Zusätze
beispielsweise vor den Durchknetungsstufen gemischt werden oder
sie können
mit den magnetischen Teilchen, Bindemitteln und Lösungsmitteln
in den Durchknetungsstufen gemischt werden oder sie können in
den Dispergierstufen zugegeben werden oder sie können nach den Dispergierstufen
zugegeben werden oder sie können
unmittelbar vor den Beschichtungsstufen zugegeben werden.
Gleit-
bzw. Schmiermittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind
im Handel erhältlich unter
den Handelsnamen NAA-102, NAA-415, NAA-312, NAA-160, NAA-180, NAA-174,
NAA-175, NAA-222, NAA-34, NAA-35, NAA-171, NAA-122, NAA-142, NAA-160,
NAA-173K, mit Rizinusöl
gehärtete
Fettsäure, NAA-42,
NAA-44, Cation SA, Cation MA, Cation AB, Cation BB, Nymeen L-201,
Nymeen L-202; Nameen S-202, Nonion E-208, Nonion P-208, Nonion S-207,
Nonion K-204, Nonion NS-202, Nonion NS-210, Nonion HS-206, Nonion
L-2, Nonion S-2, Nonion S-4, Nonion O-2, Nonion LP-20R, Nonion PP-40R,
Nonion SP-60R, Nonion OP-80R, Nonion OP-85R, Nonion LT-221, Nonion
ST-221, Nonion OT-221, Monoguri MB, Nonion DS-60, Anon BF, Anon
LG, Butylstearat, Butyllaurat und Erucasäure (hergestellt von der Firma
Nihon Yushi Co., Ltd.); Ölsäure, hergestellt
von der Firma Kanto Chemical Co., Ltd.; FAL-205, FAL-123, hergestellt
von der Firma Takemoto Yubou Co., Ltd.; Enujerubu LO, Enujorubu
IPM und Sansosyzer E4030 (hergestellt von der Firma Shin Nihon Rika
Co., Ltd.); TA-3, KF-96, KF-96L, KF-96H, KF-410, KF-420, KF-965,
KF-54, KF-50, KF-56, KF-907,
KF-851, X-22-819, X-22-822, KF-905, KF-700, KF-393, KF-857, KF-860,
KF-865, X-22-980, KF-101, KF-102, KF-103, X-22-3710, X-22-3715,
KF-910 und KF-3935 (hergestellt von der Firma Shinetsu Chemical
Co., Ltd.); Armide P, Armide C und Armoslip CP (hergestellt von
der Firma Lion Ahmer Co., Ltd.); Duomin TDO, hergestellt von der
Firma Lion Yushi Co., Ltd.; BA-41G, hergestellt von der Firma Nisshin
Seiyu Co., Ltd.; Profan 2012E, Newpole PE61, Ionet MS-400, Ionet
MO-200, Ionet DL-200, Ionet DS-300, Ionet DS-300, Ionet DS-1000
und Ionet DO-200 (hergestellt von der Firma Sanyo Kasei Co., Ltd.).
Zu
Beispielen für
organische Lösungsmittel,
die erfindungsgemäß in beliebigen
Mengenanteilen (Verhältnissen)
verwendet werden können,
gehören
Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Diisobutylketon,
Cyclohexanon, Isophoron oder Tetrahydrofuran; Alkohole, wie Methanol,
Ethanol, Propanol, Butanol, Isobutylalkohol, Isopropylalkohol oder
Methylcyclohexanol; Ester, wie Methylacetat, Butylacetat, Isobutylacetat,
Isopropylacetat, Ethyllactat oder Glycolacetat; Glycoläther, wie
Glycoldimethyläther,
Glycolmonoethyläther
oder Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol,
Xylol, Kresol oder Chlorbenzol; chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie
Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Ethylenchlorhydrin
oder Dichlorbenzol; N,N-Dimethylformamid und Hexan.
Diese
organischen Lösungsmittel
sind nicht notwendigerweise zu 100 % rein und sie können Verunreinigungen,
wie z.B. Isomere, nicht-umgesetzte Produkte, Nebenprodukte, Zersetzungsprodukte,
Oxide, Wasser und dgl., enthalten. Der Gehalt an solchen Verunreinigungen
beträgt
vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger, insbesondere 10 Gew.-% oder
weniger.
Gewünschtenfalls
können
die Arten und Mengen dieser organischen Lösungsmittel in der ersten magnetischen
Schicht und in der zweiten magnetischen Schicht geändert werden.
Wenn beispielsweise mehrere flüchtige
Lösungsmittel
zur Herstellung der ersten magnetischen Schicht verwendet werden,
können
ihre Oberflächeneigenschaften
verbessert werden. Wenn Lösungsmittel
mit einer höheren
Oberflächenspannung (wie
z.B. Cyclohexanon, Dioxan) zur Herstellung der ersten magnetischen
Schicht verwendet werden, ist das Beschichten stabiler. Wenn Lösungsmittel
mit einer höheren
Löslichkeit
zur Herstellung der zweiten magnetischen Schicht verwendet werden,
kann die Packungsdichte erhöht
werden.
In
dem erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmedium
hat der nicht-magnetische Träger
eine Dicke von im allgemeinen 1 bis 100 μm, vorzugsweise 6 bis 20 μm. Die erste
magnetische Schicht hat eine Dicke von im allgemeinen 0,5 bis 10 μm, vorzugsweise
1 bis 5 μm.
Die zweite magnetische Schicht hat eine Dicke von im allgemeinen
1,5 μm oder
weniger, vorzugsweise von 1,0 μm
oder weniger, insbesondere von 0,5 μm oder weniger.
Die
Dicke der magnetischen Schicht beträgt im allgemeinen 1/100 bis
zum 2-fachen derjenigen des nicht-magnetischen Trägers.
Zur
Erhöhung
der Haftung zwischen dem nicht-magnetischen Träger und der ersten magnetischen Schicht
kann eine Zwischenschicht, wie z.B. eine Haftschicht (Unterlagenschicht)
oder eine antistatische Schicht, die Ruß enthält, gebildet werden. Die Dicke
dieser Zwischenschicht beträgt
im allgemeinen 0,01 bis 2 μm,
vorzugsweise 0,05 bis 0,5 μm.
Auf der gegenüberliegenden
Oberfläche
des nicht-magnetischen Trägers kann
eine Unterlagenschicht (Rückschicht)
vorgesehen sein. Die Dicke der Unterlagenschicht (Rückschicht) beträgt im allgemeinen
0,1 bis 2 μm,
vorzugsweise 0,3 bis 1,0 μm.
Als derartige Zwischenschicht und Unterlagenschicht (Rückschicht)
können
konventionelle Schichten verwendet werden.
Zu
Beispielen für
nicht-magnetische Träger,
die erfindungsgemäß verwendet
werden können,
gehören ein
Film aus konventionellen Materialien, wie Polyestern (wie Polyethylenterephthalat,
Polyethylennaphthalat), Polyolefinen, Cellulosetriacetat, Polycarbonat,
Polyamid, Polyimid, Polyamidimid und Polysulfon. Diese Träger können vorher
einer Coronaentladungsbehandlung, einer Plasmabehandlung, einer
Adhäsionsbehandlung, einer
Erwärmungsbehandlung,
einer Staubentfernungsbehandlung und dgl. unterzogen werden.
Der
erfindungsgemäß verwendete
nicht-magnetische Träger
weist eine Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit (Ra)
von im allgemeinen 0,03 μm
oder weniger, vorzugsweise 0,02 μm
oder weniger, insbesondere 0,01 μm
oder weniger auf, und er hat einen Abschnittswert von 0,25 μm. Vorzugsweise
hat dieser nicht-magnetische Träger
eine kleine Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit und er weist auch
keine grobe Projektion von 1 μm
oder mehr auf.
Die
Gestalt der Trägeroberfläche kann
durch Einstellung der Menge und Größe der Füllstoffe, die dem Träger zugesetzt
werden, gewünschtenfalls
kontrolliert (gesteuert) werden. Zu Beispielen für geeignete Füllstoffe
gehören
Oxide oder Carbonate von Ca, Si, Ti und organische Teilchen, wie
Acrylharze.
Der
F-5-Wert (d.h. die Belastung bei einer Dehnung von 5%) des nicht-magnetischen
Trägers
in der Bandlaufrichtung beträgt
vorzugsweise 5 bis 50 kg/mm2 und der F-5-Wert
desselben in der Richtung der Bandbreite beträgt vorzugsweise 3 bis 30 kg/mm2.
Der
F-5-Wert in der Bandlaufrichtung ist in der Regel größer als
derjenige in Richtung der Bandbreite; gewünschtenfalls kann jedoch die
Festigkeit in Richtung der Bandbreite größer gemacht werden als diejenige in
der Bandlaufrichtung.
Die
Wärmeschrumpfungsrate
des magnetischen Trägers
in der Bandlaufrichtung sowie in Richtung der Bandbreite bei 100°C für 30 min
beträgt
vorzugsweise 3% oder weniger, insbesondere 1,5% oder weniger. Die
Wärmeschrumpfungsrate
bei 80°C
für 30
min beträgt
vorzugsweise 1% oder weniger, insbesondere 0,5% oder weniger. Es
ist bevorzugt, daß die
Bruchfestigkeit des nicht-magnetischen Trägers in beiden Richtungen vorzugsweise
5 bis 100 kg/mm2 beträgt und der Elastizitätsmodul
beträgt
vorzugsweise 100 bis 2000 kg/mm2.
Ein
Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung
zur Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums
umfaßt
eine Durchknetungsstufe (d.h. eine Mischstufe) und eine Dispersionsstufe
und gewünschtenfalls
eine Mischstufe, die vor oder nach diesen Stufen angeordnet ist.
Jede dieser Stufen kann in zwei oder mehr Stufen unterteilt werden.
Erfindungsgemäß können alle
Materialien einschließlich
der magnetischen Teilchen, Bindemittel, Ruß, Schleifmittel, Antistatikmittel,
Schmiermittel oder Lösungsmittel
im Verlaufe irgendeiner dieser Stufen zugesetzt werden. Die ein
zelnen Materialien können
getrennt in zwei oder mehr Stufen zugegeben werden. So können beispielsweise
Polyurethane getrennt in einer Mischstufe, einer Dispersionsstufe
und in einer Mischstufe zur Steuerung der Viskosität zugegeben
werden.
Um
das erfindungsgemäße Ziel
zu erreichen, können
natürlich
konventionelle Herstellungsverfahren als Teil der Herstellungsstufen
angewendet werden. Wenn die Durchknetungsstufe durchgeführt wird
unter Verwendung von Vorrichtungen mit einem starken Durchknetungsvermögen, wie
z.B. einem kontinuierlichen Kneter oder einem Druckkneter, kann
ein erfindungsgemäßes Magnetaufzeichnungsmedium,
das eine hohe remanente Magnetflußdichte (BY) aufweist, erhalten
werden.
Wenn
ein kontinuierlicher Kneter oder ein Druckkneter angewendet wird,
werden die Bindemittel vorzugsweise mit den magnetischen Teilchen
in einer Menge von 15 bis 500 Teilen auf 100 Teile der magnetischen
Teilchen, verknetet. Details dieser Verknetungsbehandlung sind in
JP-A-1-106 338 und JP-A-1-79 274 beschrieben.
Die
zweite magnetische Schicht des erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums
hat eine Dicke von 1,5 μm
oder weniger. Um eine solche Dicke zu erzielen ist es bei Anwendung
kon ventioneller aufeinanderfolgender Beschichtungsverfahren, bei
denen die erste magnetische Schicht erzeugt wird, diese anschließend getrocknet
wird und dann die zweite magnetische Schicht darauf gebildet wird,
jedoch schwierig, eine gute Beschichtung zu erzielen. Zu diesem
Zweck kann erfindungsgemäß die zweite
magnetische Schicht mit einer Dicke von 1,5 μm oder weniger erhalten werden
bei Anwendung von Simultanbeschichtungsverfahren, wie sie in JP-A-62-212 933 beschrieben
sind (die hier verwendete Abkürzung "JP-A" steht für eine "ungeprüfte publizierte
japanische Patentanmeldung").
Um
die SFD der zweiten magnetischen Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung
zu erhalten, ist es erforderlich, eine starke magnetische Orientierung
durchzuführen.
Vorzugsweise werden sowohl ein Solenoid von 1000 G oder mehr als
auch ein Kobaltmagnet von 2000 G oder mehr in Kombination verwendet.
Außerdem ist
es bevorzugt, daß geeignete
Trocknungsstufen vor der magnetischen Orientierung durchgeführt werden,
so daß die
Orientierungseigenschaften nach der Trocknung maximiert werden können.
Konventionelle
Kalandrierbehandlungen ergeben keine Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit der
zweiten magnetischen Schicht gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die gewünschte
Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann erhalten werden, wenn man das Magnetaufzeichnungsmedium
zwischen Metallwalzen bei einer Temperatur von 80°C oder höher und
unter einem linearen Druck von 300 kg/cm hindurchführt. Als
Kalanderwalzen werden vorzugsweise Metallwalzen verwendet. Als Kalanderwalzen
können
aber auch Walzen aus wärmebeständigen Kunststoffen,
wie Epoxy-, Polyamid-, Polyamid- oder
Polyimidamidharzen, verwendet werden.
Erfindungsgemäß beträgt die Kalandrierbehandlungstemperatur
vorzugsweise 80°C
oder mehr, insbesondere 100°C
oder mehr.
Der
lineare Druck beträgt
vorzugsweise 200 kg/cm oder mehr, insbesondere 300 kg/cm oder mehr.
Erfindungsgemäß beträgt der Reibungskoeffizient
der Ober fläche
der magnetischen Schicht und der gegenüberliegenden Oberfläche derselben
an rostfreiem Stahl (SUS 420J) vorzugsweise 0,5 oder weniger, insbesondere
0,3 oder weniger. Der inhärente
Oberflächenwiderstand
beträgt
vorzugsweise 1 × 10–5 bis
1 × 10–12 Ohm/sq.
Der
Elastizitätsmodul
bei einer Dehnung von 0,5% der magnetischen Schichten beträgt vorzugsweise 100
bis 2000 kg/mm2 in der Bandlaufrichtung
und in Richtung der Bandbreite. Die Bruchfestigkeit beträgt vorzugsweise
1 bis 30 kg/cm2. Der Elastizitätsmodul
des Magnetaufzeichnungsmediums beträgt vorzugsweise 100 bis 1500
kg/mm2 in der Bandlaufrichtung und in Richtung
der Bandbreite. Die bleibende Dehnung des Mediums beträgt vorzugsweise
0,5% oder weniger. Die Wärmeschrumpfungsrate
des Mediums bei einer Temperatur von 100°C oder weniger beträgt vorzugsweise
1% oder weniger, insbesondere 0,5% oder weniger, besonders bevorzugt
0,1% oder weniger.
Das
in den magnetischen Schichten enthaltende restliche Lösungsmittel
beträgt
vorzugsweise 100 mg/m2 oder weniger, insbesondere
10 mg/m2 oder weniger. Vorzugsweise ist
der Gehalt an restlichem Lösungsmittel
in der zweiten magnetischen Schicht geringer als derjenige in der
ersten magnetischen Schicht.
Das
Hohlraumvolumen der ersten magnetischen Schicht und der zweiten
magnetischen Schicht beträgt
vorzugsweise 30 Vol.-% oder weniger, insbesondere 10 Vol.-% oder
weniger. Vorzugsweise ist das Hohlraumvolumen der ersten magnetischen
Schicht größer als
dasjenige der zweiten magnetischen Schicht. Wenn jedoch das Hohlraumvolumen
der ersten magnetischen Schicht 5% oder mehr beträgt, kann
dasjenige der ersten magnetischen Schicht kleiner sein als dasjenige
der zweiten magnetischen Schicht.
Erfindungsgemäß können die
physikalischen Eigenschaften der ersten magnetischen Schicht und
der zweiten magnetischen Schicht je nach den angestrebten Zielen
geändert
werden. So kann beispielsweise die Laufhaltbarkeit verbessert werden
durch Erhöhung
des Elastizitätsmodul
der zweiten magnetischen Schicht und das Magnetaufzeichnungsmedium
kann einen guten Kontakt mit dem Magnetkopf aufrechterhalten durch Herabsetzung
des Elastizitätsmodul
der ersten magnetischen Schicht auf einen Wert, der niedriger ist
als derjenige der zweiten magnetischen Schicht.
Vorzugsweise
ist die Koerzitivkraft (Hc) der zweiten
magnetischen Schicht hoch für
die Aufzeichnung mit kurzen Wellenlängen. Eine höhere Hc ist jedoch ein Nachteil für die Aufzeichnung
mit langen Wellenlängen, wodurch
das Output herabgesetzt wird.
Erfindungsgemäß wird das
Br/Hc-Verhältnis eingestellt,
die Packungsdichte sowie das Quadratverhältnis in der zweiten magnetischen
Schicht werden erhöht
und der Wert für
Br wird erhöht. Daraus ergibt sich, daß die elektromagnetischen
Eigenschaften verbessert werden.
Außerdem wird
die SFD der zweiten magnetischen Schicht auf einen Wert von 0,6
oder weniger gebracht, d.h. die Verteilung der Hc wird
eingeengt, was zur Folge hat, daß die Komponente mit niedrigem
Hc, die zur Erzeugung einer Selbstentmagnetisierung
neigt, und die Komponente mit hohem Hc,
welche die Aufzeichnung erschwert, vermindert werden und der Magnetisierungsgehalt,
der zur Reproduktion beiträgt,
erhöht
wird. Die Hc' für
die erste magnetische Schicht wird so eingestellt, daß eine ausreichende
Aufzeichnung erzielt werden kann, ohne daß sie durch Selbstentmagnetisierung
beeinflußt
wird. Die magnetischen Teilchen der zweiten magnetischen Schicht
haben eine so feine Größe und die
Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit
beträgt
1/10 oder weniger der durchschnittlichen Länge der magnetischen Teilchen
in der Längsachse,
daß das Rauschen
beträchtlich
vermindert wird.
Die
Erfindung wird durch das folgende Beispiel, in dem alle Teile, falls
nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen sind, näher erläutert, ohne
jedoch darauf beschränkt
zu sein.
Beispiel
Probe
1 Herstellung
einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung für die Bildung
der ersten magnetischen Schicht
| Mit
Kobalt modifiziertes Eisenoxid (Hc 3,5 × 104 A/m, spezifische Oberflächengröße 30 m2/g,
Kristallitgröße 400 Å, Teilchengröße (durchschnittliche
Länge in
der Längsachse)
0,25 μm,
Acicularverhältnis
10) | 100
Teile |
| Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäureanhydrid-Copolymer
(Zusammensetzungsverhältnis
86/13/1, Polymerisationsgrad 400) | 10
Teile |
| Polyesterpolyurethanharz | 5
Teile |
| Ruß (durchschnittliche
Teilchengröße 0,05 μm) | 3
Teile |
| Butylstearat | 1
Teil |
| Stearinsäure | 2
Teile |
| Butylacetat | 200
Teile |
Herstellung
einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung für die Bildung
der zweiten magnetischen Schicht
| Mit
Kobalt modifiziertes Eisenoxid (Hc 5,0 × 104 A/m, spezifische Oberflächengröße 35 m2/g,
Kristallitgröße 350 Å, Teilchengröße (durchschnittliche
Länge in
der Längsachse)
0,20 μm,
Acicularverhältnis
12) | 100
Teile |
| Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäureanhydrid-Copolymer
(Zusammensetzungsverhältnis
86/13/1, Polymerisationsgrad 400) | 12
Teile |
| Polyesterpolyurethanharz
(Carboxylgruppengehalt 10–4 Mol/g) | 6
Teile |
| α-Aluminiumoxid
(durchschnittliche Teilchengröße 0,3 μm) | 3
Teile |
| Ruß (durchschnittliche
Teilchengröße 0,10 μm) | 3
Teile |
| Butylstearat | 1
Teil |
| Stearinsäure | 2
Teile |
| Butylacetat | 200
Teile |
Jede
der beiden obengenannten magnetischen Beschichtungszusammensetzungen
wurde gemischt, durchgeknetet und dann dispergiert unter Verwendung
einer Sandmühle.
5 Teile Polyisocyanat ("Coronate L3040,
hergestellt von der Firma Nippon Polyurethane Co., Ltd.) und 40
Teile Butylacetat wurden zu der so erhaltenen Dispersion zugegeben
für die
Bildung der ersten magnetischen Schicht und dann abfiltriert unter Verwendung
eines Filters mit einer durchschnittlichen Porengröße von 1 μm zur Herstellung
der magnetischen Beschichtungszusammensetzung für die erste magnetische Schicht.
6 Teile Polyisocyanat und 40 Teile Butylacetat wurden zu der so
erhaltenen Dispersion für
die Bildung der zweiten magnetischen Schicht zugegeben und dann
abfiltriert unter Verwendung eines Filters mit einer durchschnittlichen
Porengröße von 1 μm zur Herstellung
der magnetischen Beschichtungszusammensetzung für die zweite magnetische Schicht.
Die
magnetische Beschichtungszusammensetzung für die erste magnetische Schicht
wurde in einer Trockenschichtdicke von 3,0 μm auf einen Polyethylenterephthalatträger mit
einer Dicke von 15 μm
und mit einer Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit
von 0,01 μm
aufgebracht. Unmittelbar nach dem Beschichten wurde die magnetische
Beschichtungszusammensetzung für
die zweite magnetische Schicht in einer Trockenschichtdicke von
1,0 μm auf
die erste magnetische Schicht aufgebracht zur Bildung der zweiten
magnetischen Schicht unter Anwendung eines Simultan-Mehrschichten-Beschichtungsverfahrens.
Während
beide magnetische Schichten noch feucht waren, wurden sie einer
magnetischen Orientierung unterworfen unter Verwendung eines Kobaltmagneten
mit einer magnetischen Kraft von 3000 G und unter Verwendung eines
Solenoids mit einer magnetischen Kraft von 1500 G. Nach dem Trocknen
wurde mit einem Kalander in sieben Stufen, der aus Metallwalzen
bestand, bei einer Temperatur von 90°C und einem linearen Druck von
300 kg/cm behandelt und geschlitzt auf eine Breite von 1,27 cm (1/2
inch) zur Herstellung eines Videobandes.
Das
so hergestellte Videoband wird nachstehend als Probe 1 bezeichnet
und seine Eigenschaften sind in der Tabelle I angegeben.
Proben 2 bis 26
Das
zur Herstellung der Probe 1 angewendete Verfahren wurde
wiederholt zur Herstellung von Proben 2 bis 21,
wobei diesmal jedoch die Werte für
Hc der zweiten magnetischen Schicht, Br, Br/Hc,
SFD, die durchschnittliche Länge
der magnetischen Teilchen in der Längsachse, die Dicke, die Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit
und die Hc' der ersten magnetischen Schicht wie
in der Tabelle I angegeben geändert
wurden.
Unter
diesen wurde das Band der Probe 3 auf die gleiche Weise wie die
Probe 1 hergestellt, wobei diesmal jedoch das in der zweiten magnetischen
Schicht verwendete Butylacetat auf 150 Teile herabgesetzt wurde,
eine kontinuierliche Knetbehandlung durchgeführt wurde, ein stärkeres Mischen
und Kneten als bei der Herstellung der Probe 1 durchgeführt wurde,
und dann wurden 50 Teile des restlichen Butylacetats zugegeben.
Die
Bänder
der Proben 4 und 5 wurden auf die gleiche Weise wie die Probe 1
hergestellt, wobei diesmal ferromagnetische Legierungsteilchen verwendet
wurden.
Die
Bänder
der Proben 6, 7 und 8 wurden auf die gleiche Weise wie die Probe
1 hergestellt, wobei diesmal der Gehalt an Butylacetat kontrolliert
wurde, eine kontinuierliche Kneterbehandlung durchgeführt wurde
und Br geändert wurde.
Die
Bänder
der Proben 9, 10 und 11 wurden auf die gleiche Weise wie die Probe
1 hergestellt, wobei diesmal die Adhäsionsgeschwindigkeit des Kobalts
geändert
wurde und die Hc-Verteilung der magnetischen Teilchen
geändert
wurde.
Die
Bänder
der Proben 16 und 17 wurden auf die gleiche Weise wie die Probe
1 hergestellt, wobei diesmal die Kalandrierung bei einer Temperatur
von 100°C
und 120°C
durchgeführt
wurde und die Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit geändert wurde.
Das
Band der Probe 22 wurde auf die gleiche Weise wie die Probe 1 hergestellt,
wobei diesmal das Verhältnis
Br'/Hc' der
ersten magnetischen Schicht auf 3 × 10–6 H/m
gebracht wurde, die SFD auf den Wert 0,2 gebracht wurde und die
durchschnittliche Länge
der magnetischen Teilchen in der Längsachse auf 0,25 μm eingestellt
wurde und die Dicke auf 2,5 μm
eingestellt wurde.
Das
Band der Probe 23 wurde auf die gleiche Weise wie die Probe 1 hergestellt,
wobei diesmal das Verhältnis
Br'/Hc' der
ersten magnetischen Schicht auf den Wert 4 × 10–6 H/m
eingestellt wurde, die SFD auf den Wert 0,4 gebracht wurde, die
durchschnittliche Länge
der magnetischen Teilchen in der Längsachse auf 0,3 μm gebracht
wurde und die Dicke auf 3,5 μm
eingestellt wurde.
Das
Band der Probe 26 wurde auf die gleiche Weise wie die Probe 1 hergestellt,
wobei diesmal die Zusammensetzung der konventionellen einzigen magnetischen
Schicht die gleiche war wie diejenigen der zweiten magnetischen
Schicht in der Probe 1.
Das
Mischen und Durchkneten wurde beim Band der Probe 26 durchgeführt unter
Verwendung einer 3-Walzen-Mühle,
das Beschichten wurde durchgeführt
unter Anwendung einer Gravurbeschichtung und das Kalandrieren wurde
durchgeführt
unter Anwendung eines konventionellen Verfahrens, bei dem eine Metallwalze
und eine Kunststoffwalze verwendet wurden.
Bewertung
RF-Output
Video-Signale
von Bildsignalen 50 IRE wurden mit Standard-Bildaufzeichnungsströmen aufgezeichnet.
Der Mittelwert der Einhüllenden
des Wiedergabe-RF-Output wurde gemessen unter Verwendung eines Oszilloskops
("2445", hergestellt von
der Firma Sony Techtronics Co., Ltd.) und nach der folgenden Gleichung errechnet:
RF-Output
(dB) = 20 log10 V/V0
V
= Mittelwert
V0 = Standardwert
Chroma-Output
Chroma-Signale
wurden den Video-Signalen der Bildsignale 50 IRE überlagert
und mit Standard-Bildaufzeichnungsströmen aufgezeichnet. Der Mittelwert
der Einhüllenden
des Wiedergabe-RF-Chroma-Output wurde gemessen unter Verwendung
eines Oszilloskops ("2445", hergestellt von
der Firma Sony Techtronics Co., Ltd.) und auf ähnliche Weise wie oben errechnet.
S/N-Verhältnis
Es
wurde gemessen unter Verwendung eines Rauschmeters ("925 R", hergestellt von
der Firma Shibasoku Co., Ltd.). Die Ergebnisse sind in der Tabelle
I als Relativwerte angegeben, verglichen mit dem Band der Probe
26, das als Standard-Band verwendet wurde. Auf die Bänder wurde
mittels eines Videoband-Rekorders "NV-8300", hergestellt von der Firma Matsushita
Electric Industrial Co., Ltd., aufgezeichnet.
Hc und Br
Sie
wurden bei Hm 2 kOe (15,9 × 104 A/m) gemessen unter Verwendung eines schwingenden
Probenmagnetometers ("VSM-III", hergestellt von
der Firma Toei Kogyo Co., Ltd.).
Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit
Sie
wurde gemessen in einem Abschnitt von 0,025 mm unter Verwendung
eines dreidimensionalen Oberflächenrauheitsmeters
("SE-3AK", hergestellt von
der Firma Kosaka Laboratory Co., Ltd.).
Durchschnittslänge der
magnetischen Teilchen in der Längsachse
Sie
wurde gemessen unter Verwendung eines Elektronenmikroskops ("JEM-1000", hergestellt von
der Firma Japan Electron Optics Laboratory Co., Ltd.).
Kristallitgröße
Unter
Anwendung einer Röntgenbeugung
wurde sie errechnet durch Messen der Verteilungsmenge der Halbwertsbreite
der Beugungslinien in der Kristallebene (4.4.0) und in der Kristallebene
(2.2.0).
Wie
aus den in der Tabelle 2 angegebenen Ergebnissen hervorgeht, genügten die
Proben Nr. 1, 6, 9, 12, 15 und 24 bis 26 (in denen Hc,
Br, Br/Hc, SFD und die Durchschnittslänge der
magnetischen Teilchen in der Längsachse
der zweiten magnetischen Schicht und die Hc und
die Mittellinien-Durchschnittsoberflächenrauheit der ersten magnetischen
Schicht alle nicht innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung
lagen) nicht allen Anforderungen in bezug auf RF-Output, YS/N, Chroma-Output
und Chroma-S/N.
Andererseits
genügten
die erfindungsgemäßen Proben
allen Anforderungen in bezug auf RF-Output, YS/N, Chroma-Output
und Chroma-S/N.