DE3206745A1

DE3206745A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3206745A1
Application number: DE19823206745
Authority: DE
Inventors: Tatsuji Kitamoto; Ryuji Shirahata; Yasuo Odawara Tamai
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-02-27
Filing date: 1982-02-25
Publication date: 1982-09-16
Also published as: GB2099023A; US4410565A; GB2099023B; DE3206745C2; JPS57143727A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers mit einer Aufzeichnungsschicht in Form eines magnetischen dünnen Films, der durch Aufdampfen erzeugt wurde, und insbesondere einen magnetischen Aufzeichnungsträger vom Typ mit aufgedampfter Aufzeichnungsschicht, der eine verbesserte Haltbarkeit aufweist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Magnetische Aufzeichnungsträger vom Beschichtungstyp werden in weitem Umfange benutzt. Bei diesen magnetischen Aufzeichnungsträgern werden pulverisierte magne-• tische Materialien wie magnetische Oxidteilchen und ferromagnetische Legierungsteilchen verwendet, bei-

J5 spielsweise J^-Fe₃O₃, Co-dotiertes j>-Fe₂C₃, Fe₃O₄, Co-dotiertes Fe₃O., Berthollide oder Zwischenverbindungen zwischen V^-Fe₅O₃ und Fe₃O₄, CrO₂ oder dergleichen. Diese pulverisierten magnetischen Materialien werden in organischen Bindemitteln wie Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, Styrol-Butadien-Copolymeren, Epoxyharzen und Polyurethanharzen dispergiert. Die auf diese Weise erhaltenen Dispersionen werden dann als Beschichtungen auf nicht-magnetische Schichtträger aufgebracht und unter Bildung des magnetischen Aufzeichnungsträgers getrocknet. In jüngerer Zeit "haben magnetische Aufzeichnungsträger vom Typ mit sogenannten dünnen Metallfilmen Aufmerksamkeit erregt, bei denen keinerlei Bindemittel verwendet werden, da es mit derartigen Aufzeichnungsträgern möglich ist, das starke Bedürfnis nach einer Aufzeichnung mit hoher Dichte zu befriedigen. Die magnetischen Aufzeichnungsträger dieses Typs weisen magnetische Auf-' zeichnungsschichten auf, die aus dünnen ferromagnetischen Metallfilmen bestehen, die durch Aufdampfen nach einem Verfahren wie Vakuumaufdampfen, Ionenzerstäubung (Sputtering) und Ionenplattieren oder durch elektro-

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Ί chemisches Beschichten wie Galvanisieren und stromloses Abscheiden erzeugt wurden. Es wurden somit zahlreiche Anstrengungen unternommen/ um magnetische Aufzeichnungsträger des Typs mit dünnen Metallfilmen zu entwickeln,

5 die sich für die praktisch Verwendung eignen.

Bei den üblichen magnetischen Aufzeichnungsträgern vom Beschichtungstyp werden als das magnetische Material in der Hauptsache Metalloxide verwendet, die eine jQ niedrige Sättigungsmagnetisierung aufweisen. Wenn die Dicke der magnetischen Schicht auf dem Schichtträger vermindert wird, wird infolge der niedrigen Sättigungsmagnetisierung auch der Ausgangspegel des Signals verringert. Es ist daher unmöglich, die Dicke der magnetischen Schicht in einem solchen Maße zu vermindern, wie es für die Aufzeichnung mit hoher Dichte (high density recording) erforderlich wäre. Magnetische Aufzeichnungsträger vom Beschichtungstyp sind ferner auch noch insoweit nachteilig, als sie komplizierte Herstellungsverfahren erfordern sowie eine voluminöse Ausrüstung zur Wiedergewinnung der Lösungsmittel und zur Verhinderung von Umweltverschmutzungen. Auf der anderen Seite können magnetische Aufzeichnungsträger vom Typ mit dünnen Metallfilmen mit. extrem dünnen magnetischen FiI-men erzeugt werden. Bei diesem Typ von magnetischen Aufzeichnungsträgern können ferromagnetische Metalle, die eine höhere Sättigungsmagnetisierung aufweisen als Metalloxide in Form von dünnen Filmen auf Schichtträgern ausgebildet werden, ohne daß nicht-magnetische Materialien wie z.B. Bindemittel verwendet werden müssen. Unter den magnetischen Aufzeichnungsmaterialien vom Typ mit dünnen Metallfilmen weisen magnetische Aufzeichnungsmaterialien vom Aufdampfungstyp, bei denen ein magnetischer Film aus einem magnetischen Material in der Dampfphase ausgebildet wurde, besondere Vorteile auf, da der magnetische Film mit einer hohen Geschwin-

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digkeit ausgebildet werden kann, da der Herstellungsprozeß einfach ist, und da keinerlei Behandlungsstufen für die Entsorgung von Abfallflüssigkeiten erforderlich sind.

Magnetische Aufzeichnungsträger vom Aufdampfungstyp weisen jedoch auch bestimmte Probleme auf, von denen eines die Schlagfestigkeit und die Reibungsfestigkeit betrifft. Die Aufzeichnungsschicht des Trägers bricht nämlich manchmal beim Kontakt mit dem Magnetkopf oder einer Führungsrolle, wenn der Aufzeichnungsträger während der Aufnahme, der Wiedergabe oder während des Löschens relativ zum Magnetkopf oder der Führungsrolle bewegt.wird.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, zwischen einem Schichtträger und einem magnetischen dünnen Film eine Grundierungsbeschichtung vorzusehen, um die Haftung der magnetischen Schicht auf dem Schichtträger zu verbessern, und dadurch die Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsträgers zu verbessern und Probleme wie die Ablösung der magnetischen Schicht während der Verwendung zu vermeiden. Bei diesem Verfahren vertraut man allein,auf die Adhäsion zwischen der oberen Fläche der Grundierungsschicht und der unten liegenden Oberfläche der magnetischen Schicht. Durch die Verwendung einer Grundierungsbeschichtung allein läßt sich jedoch keine ausreichende Ablösefestigkeit der Aufzei.chnungssch.icht erreichen. Somit weist ein magnetischer Aufzeichnungs-.

träger, der nach diesem üblichen Verfahren erhalten wurde, keine ausreichende Haltbarkeit auf.

Um die oben beschriebenen Probleme bei magnetischen Aufzeichnungsträgern vom Aufdampfungstyp zu lösen, wur- £_e versucht, einen Überzug auf die Aufzeichnungsschicht aufzubringen, der eine Dicke von etwa 0,2 \im hat und

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aus einem Material mit einem hohen Molekulargewicht in Form eines Films erzeugt wird. Dieses Verfahren ist jedoch wenig erwünscht, da infolge des durch die Dicke des Überzugs bedingten Raumverlustes der Ausgangspegel des magnetischen Signales im Falle einer Aufzeichnung mit hoher Dichte abnimmt. Wenn zur Verminderung des Raumverlustes die Dicke des Überzugs vermindert wird, wird ein magnetischer Aufzeichnungsträger von verminderter Haltbarkeit erhalten, der für die praktische Anwendung nicht befriedigend verwendet werden kann. Außerdem nimmt die Wirkung des Überzugs hinsichtlich einer Verbesserung der Haltbarkeit ab, wenn der magnetische Aufzeichnungsträger über längere Zeiträume verwendet wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen magnetischen Aufzeichnungsträger vom Aufdampfungstyp zu schaffen, der eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweist und bei dem die oben beschriebenen Nachteile der

20 üblichen magnetischen Aufzeichnungsträger eliminiert

wurden. Der zu schaffende magnetische Aufzeichnungsträger vom Aufdampfungstyp soll die Wirkung der Verbesserung hinsichtlich der Haltbarkeit über lange Zeiträume zeigen. Er soll ferner außerordentlich dünn sein, und dabei trotzdem die geforderte ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen. Ferner soll der magnetische Aufzeichnungsträger vom Aufdampfungstyp extrem haltbar sein und trotzdem alle magnetischen Eigenschaften zeigen, die für einen magnetischen Aufzeichnungsträger für die Aufzeichnung mit hoher Dichte erwünscht sind. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines außerordentlich haltbaren magnetischen Aufzeichnungsträgers vom Aufdampfungstyp anzugeben, das in einfacher Weise durchgeführt werden kann.

χ Diese Aufgaben werden durch einen magnetischen Aufzeichnungsträger sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß den Patentansprüchen gelöst.

5 Die Erfinder führten eine Untersuchung durch, um

einen Weg zur Verbesserung von magnetischen Aufzeichnungsträgern des Typs mit dünnen Metallfilmen zu finden, wobei sie feststellten, daß die Adhäsion und die Haltbarkeit eines aufgedampften magnetischen Films beträchtlich verbessert werden können, wenn auf einen Schichtträger zuerst eine Grundierungsbeschichtung aus einem thermoplastischen Harz aufgetragen wird_T wenn danach auf der Schicht der Grundierungsbeschichtung ein dünner magnetischer Metallfilm mit säulenförmigen Kon- ° strukturen erzeugt wird, und wenn danach die erhaltene Kombination erhitzt und einem Druck ausgesetzt wird-, so daß die thermoplastische Schicht der Grundierungsbeschichtung in die Spalten zwischen den säulenförmigen Konstrukturen eindringt.Es wurde ferner gefunden,

*^w daß die Wirkung einer verbesserten Adhäsion und Haltbarkeit für lange Zeiträume erhalten blieb.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird demzufolge ein magnetischer' Aufzeichnungsträger geschaffen, der ■ aus einem Schichtträger, einer darauf aufgebrachten thermoplastischen Grundierungsbeschichtung sowie einer ferromagnetischen Metallschicht besteht, wobei diese ferromagnetische Metallschicht Kristallkörner

aufweist, die in Form säulenartiger Strukturen ge-30

wachsen sind und die wenigstens teilweise von oben in die Schicht der Grundierungsbeschichtung eindringen und mit diescar Grundiarungabeschichlving verbunden Bind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner ein Ver-35

fahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers geschaffen, das die folgenden Schritte umfaßt:

-ιοί Aufbringen einer Grundierungsbeschichtung aus einem

thermoplastischen Harz auf einen filmförmigen Schichtträger, Erzeugen eines dünnen magnetischen Metallfilms mit säulenförmigen Kornstrukturen auf der Grundierungsbeschichtung durch Aufdampfen, sowie anschließend Erhitzen und Ausüben eines Drucks auf die erhaltene Kombination, wodurch die thermoplastische Grundierungsbeschichtung in die Spalten zwischen den. säulenförmigen Kornstrukturen .eindringt und an diese säulenförmigen Kornstrukturen gebunden wird.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

15 Die Zeichnung zeigt eine schematische Ansicht eines

Schnitts durch einen magnetischen Aufzeichnungsträger gemäß der vorliegenden Erfindung.

Bezugnehmend auf die Zeichnung besteht ein magnetischer Aufzeichnungsträger 1 aus einem nichtmagnetischen Schichtträger 2, einer Schicht aus einem thermoplastischen Harz 5 sowie einer Schicht 3 aus einem dünnen magnetischen Metallfilm, der auf der Grundierungsschicht 5 durch Aufdampfen erzeugt wurde. Der dünne magnetische Metallfilm 3 weist säulenförmige Kornstrukturen 4 auf, und das thermoplastische Harz 5 liegt sowohl·in den Spalten zwischen den säulenförmigen Kornstrukturen 4 als auch im Raum darunter

vor.
30

Der Begriff "Aufdampfen" wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung so benutzt, daß damit ein beliebiges Verfahren gemeint sein kann, bei dem ein bestimmtes Ma- · ■ terial oder eine Verbindung dieses Materials, das abgeschieden werden soll, in Dampf oder ionisierten Dampf überführt wird und auf einem Substrat oder Schichtträger

1 in einem Gas oder in einem Vakuum abgeschieden wird.

Der Begriff umfaßt in seiner breiten Bedeutung die Verfahren Vakuumbedampfung, Vakuum-, Ionenstrahl- oder Kathodenzerstäubung (sputtering), Ionenplattieren sowie

5 chemische Aufdampfverfahren und dergleichen.

Die Bedingungen, unter denen das Aufdampfen durchgeführt wird,, sind in Abhängigkeit von den angewandten Verfahren und Materialien sehr verschieden. Die wichtigsten Behandlungsbedingungen für die verschiedenen möy]ichen • Aufdampf-Verfahren sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angeführt.'

Tabelle 1

Verfahren Bedingungen i	Vakuum■ bedampfung	Vakuumzer- ' stäubung (Sputtering)	Ionenpiatti- ren'	lonenstrahl- beschichten	Chemisches Aufdampfen ■ j
Druck der At mosphäre in eckigen Klam mern (Torr)	,ΙΟ"⁵	io-²~_1O-³ [Ar!	IAr]	ίο-⁵-,»-⁶	<l 1 atm ! LAr] j j j
Temperatur des Materials	Verdampfungs temperatur	Wasser kühlung	Verdampfungs temperatur		>Verdampfungs temperatur
Film dicke	~ mehrere Micron	·*- mehrere zehn Micron	~ mehrere zehn Micron	~ mehrere Micron	•~ mehrere hun dert Micron
Aufdampfge schwindigkeit (A/sec)	~ mehrere Hundert	~mehrere Hundert	~ mehrere Hundert	mehrere zehn -3000	10² . I
angewandte Spannung	—	mehrere Volt mehrere hun dert Volt	mehrere zehn Volt ~- 1OkV (Glimm entladung)	-500V

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Die gemäß der vorliegenden Erfindung als magnetische Aufzeichnungsschicht zu verwendende ferromagnetische Metallschicht wird auf einer Trägerschicht (oder einer Grundierungsschicht) dadurch ausgebildet, daß die ferromagnetischen Metalle oder Legierungen darauf in Form eines dünnen Films aufgedampft werden. Verwend-• bare ferromagnetische Metalle umfassen Kobalt, Nickel oder dergleichen. Die ferromagnetischen Legierungen können beispielsweise sein: Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni, Fe-Si,

₁₀ Fe-Rh, Co-P, Co-B, Co-Si, Co-V, Co-Y, Co-La, Co-Ce,

Co-Pr, Co-Sm, Co-Pt, Co-Mn, Fe-Co-Ni, Co-Ni-P, Co-Ni-B, Co-Ni-Ag, Co-Ni-La, Co-Ni-Ce, Co-Ni-Zn, Co-Ni-Cu, Cu-Ni-W, Co-Ni-Re, Co-Sm-Cu und dergleichen. Die für den magnetischen Aufzeichnungsträger verwendete Dicke der ferromagnetischen Metallschicht liegt im allgemeinen im Bereich von 0,05 μΐη bis 2 μϊη, vorzugsweise von 0.1 μπι bis 0.4 μϊη.

Die Erzeugung der ferromagnetischen Metallschicht auf . dem Wege des Aufdampfens wie sie oben beschrieben ist, ist beispielsweise beschrieben in L. Holland in "Vacuum Deposition of Thin Film" (Chapman & Hall Ltd., 1956,)L.I. Maissel & R. Glang in "Handbook of Thin Film Technology" (McGraw-Hill Co., 1970), sowie in den US-PSen 2 671 034; 3 329 601; 3 342 632; 3 342 633; 3 516 860; 3 615 911; 3 625 849; 3 700 500; 3 772 174; 3 772 179; 3 787 237 sowie 3 856 379.

Zum Zwecke der Ausbildung der magnetischen Metall-Dünnschicht, die säulenförmige Körnstrukturen aufweist, die räumlich voneinander getrennt sind, so daß ein Polymeres in die Zwischenräume zwischen den Körnern eindringen kann, wird insbesondere das Verfahren zum Aufdampfen mit schräger Einfallsrichtung bevorzugt. Bei dem Verfahren zum Aufdampfen mit schräger Einfallsrichtung wird ein ferromagnetisches Metall verdampft, und man läßt den

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erhaltenen Dampfstrom auf ferromagnetischem Metall mit einem schiefen Winkel, bezogen auf die Oberfläche des Schichtträgers, auf einen Schichtträger auftreffen. Auf diese Weise wird ein dünner Film des ferromagnetisehen Metalls auf dem Schichtträger ausgebildet. Der nach dem·Verfahren des Aufdampfens mit schräger Einfallsrichtung gebildete dünnA pm im riss mannetischen Metalls weist nicht nur säulenförmige Kornstrukturen auf, die räumlich voneinander getrennt sind, sondern zeigt alle die magnetischen Eigenschaften, die für einen magnetischen Aufzeichnungsträger für die hochdichte Aufzeichnung erwünscht sind. Bei dem Aufdampfen mit schräger Einfallsrichtung beträgt der Einfallswinkel des Dampfstroms des ferromagnetischen Metalls vorzugsweise 50° oder mehr. In diesem Falle wird ein Film mit säulenförmigen Kornstrukturen gebildet, deren Längsachsen unter einem schiefen Winkel gegen die Oberfläche des Schichtträgers 2 geneigt sind, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Normalerweise ist der Winkel der Längsachsen der gebildeten säulenförmigen Kornstrukturen gegenüber einer Linie senkrecht zur Oberfläche des Schichtträgers kleiner als der Einfallswinkel des Dampfstroms während des Aufdampfens. Der volumenmäßige Anteil der Zwischenräume zwischen den säulenförmigen Kornstrukturen in der dünnen Filmschicht 3 des magnetischen Metalls kann im Bereich von 10% bis 60% variieren, wenn der Einfallswinkel des Dampfstroms gegenüber der Oberfläche des Schichtträgers 50° oder mehr beträgt.

. 1 Das Verfahren des Aufdampfens mit schräger Einfallsrichtung kann ferner derart durchgeführt werden, daß. der Dampfstrom die Trägerschicht mit einem großen Einfallswinkel trifft und die Abscheidung mit einer niedrigen Abscheidungsgeschwindigkeit erfolgt, woran sich eine allmähliche Verminderung des Einfallswinkels unter allmählicher Steigerung der Abscheidungsgeschwindigkeit anschließt. In einem solchen Fall kann eine magnetische ■ Schicht erhalten werden, die schräge keulenförmige Strukturen des Typs aufweist, wie sie mit dem Bezug.yzeichen 4 schematisch in der Zeichnung dargestellt sind. Derartige schrägen keulenförmige Strukturen sind besonders geeignet, da sie es der thermoplastischen Grundierungsschicht gestatten, in die Zwischenräume zwischen derartigen Strukturen in der Magriet schicht unter der Einwirkung von Wärme und Druck einzudringen. Allgemein gesprochen soll das für die Schicht der Grundierungsbeschichtung verwendete thermoplastische Harz gemäß der vorliegenden Erfindung eine gute Haftung auf dem Film des Schichtträgers aufweisen, sowie einen Erweichungspunkt von 150⁰C oder weniger aufweisen, vorzugsweise einen Erweichungspunkt zwischen 60° bis 120⁰C. Es sollte Cerner ein durchschnittliches Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 sowie einen Polymerisationsgrad von etwa 200 bis 2000 aufweisen. Das thermoplastische Harz kann beispielsweise ein Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymeres, ein Vinylchlorid-Acrylnitril-Copolymeres, ein Aerylather-Acrylnitril-Copolymeres, ein Acryläther-Vinylidenchlorid-Copolymeres, ein Acrylester-Styrol-Copolymeres, ein Methacrylsäureester-Vinylidenchlorid-Copolymeres, ein Urethaneiastomeres, ein Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymeres, ein Polyvinylbutyralharz, ein Polyesterharz oder eine Mischung eines genannten Harzes mit einem oder mehreren anderen sein.

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Das thermoplastische Harz, das oben beschrieben wurde/ wird in einem organischen Lösungsmittel gelöst. Die erhaltene Lösung wird dann auf den nichtmagnetischen Schichtträger aufgetragen und getrocknet, wobei sich die Schicht der Grundierungsbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Die Dicke der Schicht der Grundierungsbeschichtung sollte im trockenen Zustand im allgemeinen zwischen etwa 0,03 μΐη bis 2,0 μΐη liegen, vorzugsweise zwischen 0,1 μπι bis 1 μπι.

10 ■

Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen die Schichten des magnetischen Aufzeichnungsträgers eine wirkungsvolle Bindungsfostigkeit in einer Atmosphäre mit Temperaturen im Bereich von -20° bis +70⁰C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80% aufweisen. Die Schichten sollten so eine Bindungsfestigkeit aufweisen, daß beim Zugversuch ein Wert von mindestens 100 g/cm² erhalten wird, wenn mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/min unter Verwendung einer TOM-Zugprüfmaschine gezogen wird.

Wenn es erforderlich ist, kann der Grundierungsbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gleitmittel zugesetzt werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, daß die Me;nge des verwendeten Gleitmittels 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Grundierungsbeschichtung, beträgt.

Wie bereits oben beschrieben wurde, werden beim Auftragen, der Grundierungsbeschichtung auf den Schichtträger ge-

30 maß der Erfindung organische Lösungsmittel benutzt.

Beispiele für für diesen Zweck verwendbare Lösungsmittel sind Ketone wie Methylethylketon, Methylisobutyl-.keton und Cyclohexanon; Alkohole wie Methylalkohol, Äthylalkohol, Propylalkohol und Butylalkohol; Ester wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Äthyllactat und Glycolacetatmonoäthyläther; Äther wie Äthyläther,

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Äthylenglycoldimethyläther^thylenglycolmonoäthyläther und

Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylol und dergleichen. In der Hauptsache wird Methylethylketon verwendet.

Es ist dabei bevorzugt, daß das zu verwendende Methylethylketonin Form einer Mischung mit einem oder mehreren der anderen oben erwähnten organischen Lösungsmittel eingesetzt wird. In einem solchen Fall wird Methyläthylketon in einer Menge von 50 bis 100 Gew. ·■%, vorzugsweise 80 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die Lösungsmittelmischung verwendet.

Die Schicht der Grundierungsbeschichtung kann auf den nichtmagnetischen Schichtträger nach Beschichtungsverfahren wie beispielsweise Streichen mit der Luftrakel, dem Rakelstreichverfahren, dem Luftmesserstreichen, dem Quetschbeschichten, dem Imprägnierbeschichten, dem Reverse-Roll-Coaten, dem Beschichten mit einer übertragungswalze, dem Beschichten im Räkeltiefdruck, dem.

Beschichten mit der Pflatschwalze, dem Gießbeschichten, dem Spraybeschichten oder dergleichen erfolgen. Al₁Ie diese Beschichtungsverfahren sind im Detail beispielsweise in "Coating Kogaku" (Coating Engineering), S. 253-277. (2o. März -1971), herausgegeben vom Asakura Shoten (Japan) beschrieben.

Nachdem sie auf den Schichtträger aufgetragen wurde, wird die Schicht der Grundierungsbeschichtung etwa

2 bis 10 Sekunden bei einer Temperatur von 100⁰C oder weniger, vorzugsweise von 70⁰C bis 100⁰C und insbesondere von 80° bis 90⁰C in einem Luftstrom von 1 bis 5 kl/m²/see, vorzugsweise 2 bis 3 kl/m²/see getrocknet .

Der nichtmagnetische Schichtträger kann beispielsweise ein Film oder eine Folie aus einer Cellulose wie

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Cellulose oder Celluloseacetat, aus einem Polyesterharz wie Polyalkylenterephthalat und Polyäthylen-2,6-naphthalat, Polyamid-Imid-Harz, Polyimidharz oder dergleichen sein.

Nachdem die Grundierungsbeschichtung auf den Schichtträger wie oben beschrieben aufgetragen ist, wird auf der Grundierungsbeschichtung der dünne Film aus einem magnetischen Metall hergestellt, und. die erhaltene Kombination wird dann unter der Anwendung von Wärme zusammengepreßt.

Für das Erhitzen und Zusammenpressen des Schichtverbundes sind Kalanderwalzen geeignet, die mindestens

eine Metallwalze und mindestens eine elastische Walze umfassen. Wenn derartige Kalanderwalzen verwendet werden, wird der wie oben beschrieben erhaltene Schichtverbund bzw. die Schichtkombination in solcher Weise durch die Walzen geführt, daß die Oberfläche der magnetischen Schicht mit der Metallwalze in Berührung gebracht wird, während die nichtmagnetische Oberfläche mit der elastischen Walze in Berührung gebracht wird. Die elastische Walze ist aus Cellulosefaser- oder Kunststoff materialien hergestellt, die eine Shore-Härte von

26 75 oder mehr, vorzugsweise 80 oder mehr aufweisen.

Das für die elastische Walze verwendete Kunststoffmaterial können Polyamide, Gummi oder dergleichen sein. Die obengenannte Metallwalze kann eine Glattwalze sein, die dadurch hergestellt wurde, daß auf die Ober-

30 fläche eines metallischen Materials ohne Gasblasen

eine Schicht aus Hartchrom abgeschieden wird. Das für die Metallwalze verwendete Metallmaterial kann nichtrostender Stahl, z.B. SUS-304 sein, Gußstücke ohne Gasblasen, die durch Schleuderguß hergestellt wurden,

^° geschmiedete Automaten-oder Konstruktionsstähle oder dergleichen. Die Metallwalze des Kalanders wird vorzugsweise auf eine Temperatur aufgeheizt, die nicht

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unter dem Erweichungspunkt der thermoplastischen Grun-

dierungsbeschichtung liegt, d.h. auf eine Temperatur ■ von 60⁰C oder mehr. Der auf die Schichtkombination

ausgeübte Druck liegt im Bereich von 10 bis 200 kg/cm, ausgedrückt als Lineardruck, der erhalten wird/ indem der Walzendruck durch die Walzenlänge geteilt wird. Die Temperatur und der Druck sollten ausreichend hoch sein, so daß die thermoplastische Grundierungsbeschichtung in die Zwischenräume zwischen den säulenförmigen Korrstrukturen in der magnetischen Schicht eindringen kann, er sollte jedoch nicht so hoch sein, daß die säulenförmigen Kornstrukturen der magnetischen Schicht in beträchtlichem Maße zerstört werden. Geeignete Temperaturund Druck-Bedingungen können durch einfache

15 Versuche bestimmt werden.

Vor oder nach der Erhitzungs- und Andrückstufe kann erforderlichenfalls eine Lösung eines Gleitmittels in einem organischen Lösungsmittel auf die Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen werden, um den Reibungswiderstand zu vermindern. Eine derartige Lösung kann in einer Menge von etwa 10 bis 100 mg/m² verwendet werden. Das Gleitmittel kann eine höhere Fett-

25 säure, ein höherer Alkohol, ein höheres Fettsäureamid, ein Siliconöle ein Fluorharz oder dergleichen sein.

Nachfolgend wird die Erfindung unhand von Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert.

-20-1 Beispiel 1

Die Lösung einer Grundierungsbeschichtung der oben beschriebenen Art wurde gleichmäßig auf eine 22 μΐη dicke Polyäthylenterephthalatfolie in einer solchen Menge aufgetragen, daß die Dicke der gebildeten Schicht der Grund1«runysbeschichtung im trockenen Zustand 0,4 μΐη beträgt. Die aufgebrachte Lösung wurde dann bei einer Temperatur von 80⁰C 7 Sekunden in einem Luftstrom von 2,5 kl/m²/see getrocknet, wobei die Grundierungsschicht erhalten wurde.

Lösung der Grundierungsbeschichtung (Lösung mit einer Dichte von 2 Gew.-%):

Amorpher linear gesättigter Polyester, nämlich

ein Terpolymeres, das aus Isophthalsäure, Sebacinsäure und Äthylenglycol erhalten wurde und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 17 000 aufweist, sowie eine Grenzviskosität (bei 3O⁰C, 0,5% Lösung in Phenol/ Tetrachloräthan. 6/4) von 0,54 70 Teile

Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymeres, das einen Stickstoffgehalt von 5,1% aufweist, sowie 2₅ eine Lösungsviskosität (bei 25°C, 2 Gew.-%iger

Lösung in Dimethylformamid) von 2,2 cP 30 Teile

Eine Mischung aus Methyläthylketon/Cyclohexan

(9:1) 5000 Teile.

Danach wurde auf den mit der Grundierungsbeschichtung versehenen Polyäthylenterephthalatfilm zur Bildung eines Magnetbandes ein magnetisches. Cobaltfilm bis zu einer Dicke von 0,2 μΐη schräg aufgedampft. Bei dem schrägen Aufdampfen wurde eine Elektronenstrahl-Verdampfungsquelle verwendet, die mit 99,95% reinem Cobait beschickt war, und es wurde ein Vakuum mit einem

Druck von 5x10 Torr angelegt; der Einfallswinkel des Cobaltdampfes wurde bezogen auf die Oberfläche des mit der Grundierungsbeschichtung versehenen PoIyäthylenterephthalatfilms auf 70° eingestellt.

5 ·

Eine Untersuchung mit einem Elektronenmikroskop mit

Strahlabtastung zeigte, daß die abgeschiedene Schicht säulenförmige Kornstrukturen enthielt, deren Längsachsen mit einem Winkel von 50°, bezogen auf eine Linie senkrecht zur Oberfläche der Schicht der Grundierungsbeschichtung geneigt wären. Der volumenmäßige Anteil der Räume zwischen den säulenförmigen Kornstrukturen betrug 20%. Das auf diese Weise erhaltene Magnetband wurde dann in einem Kalander mit drei Walzen erhitzt

15 und gepreßt. Die obere Metallwalze des dreiwalzigen

Kalanders wurde auf 90⁰C erhitzt, der Kern der mittleren Baumwollwalze (die hergestellt wurde durch Komprimieren von Baumwollinter. in Walzenform) war wassergekühlt, während die unterste Metallwalze auf 80⁰C erhitzt war. Der Druck zwischen der oberen und der mittleren Walze wurde¹ auf 50 kg/cm₇ ausgedrückt als Lineardruck ,eingestellt, und das Magnetband wurde ' mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min durch die Walzen geführt. Eine Untersuchung des Querschnitts der auf diese Weise behandelten Magnetbander unter Verwendung eines Elektronenmikroskops bestätigte, daß die Grundierungsbeschichtung in die Zwischenräume zwischen den säulenförmigen Kornstrukturen zu 60 bis 80% eingedrungen war und fest an den Kornstrukturen haftete.

-Das auf diese Weise hergestellte Magnetband wurde als Probe No. 1 bezeichnet. Eine weitere Probe (No. 11) wurde in derselben Art wie oben beschrieben hergestellt, jedoch mit der Abweichung, daß die erfindungsgemäße Heiz- und Andrück-Stufe weggelassen

³⁵ wurde.

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-22-1 Beispiel 2

Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurden Magnetbänder mit einer 0,1 μΐη dicken Grundierungsbeschichtung (Probe No. 2) und einer 0,2 pm dicken Grundierungsbeschichtung (Probe No. 3) hergestellt. Außerdem wurden Proben mit den Nummern 4 und 5 in ähnlichen Weise hergestellt, wobei die Bedingungen des Erhitzens und Andrückens durch die obere Metallwalze

10 wie folgt gewählt wurden: Probe 4-60⁰C r- 100 kg/cm;

Probe 5-100⁰C - 30 kg/cm. Danach wurde der Grad des Eindringens der Grundierungsbeschichtung in die Zwischenräume zwischen den säulenförmigen Kornstrukturen der magnetischen Schicht für jede der Probennummern 1-5

15 gemessen. Außerdem wurde die Haltbarkeit der Proben mit den Nummern 1 bis 5 und 11 gemessen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Haltbarkeit wurde gemessen, indem ein Magnetband mit einer Breite von 1,27 cm (0,5 inch) mit einer Geschwindigkeit von 3,3 cm/sec unter einer Spannung von 90 g/0,5 cm.durch ein VHS-System Videobandgerät geführt wurde. Das Magnetband wurde 0,10 und 50 mal durch das Bandgerät' hin- und herbewegt, und es wurden die Kratzer und die

25 Zeit für die Wiedergabe eines stehenden Bildes bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

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Tabelle 2

Probe	Abziehfestigkeit	Eindringen der Grundierung in die magnetische Schicht	Haltbarkeit ' ·.	Original	Stehbilc	-Q Hin- und Herbeweauna.	Stehb·.	₅₀ Hin- und HerbewacTuna.	Stehbild
No. 1	150 g/cm²	70 %	Fehler	20'	Fehler	18 ■	Fehler	17'
No. 2	9 0 g/cm	40 I	®	10'	©	12'	©	9¹
No. 3	120 g/cm²	■ 65 %	O	25'	O	20'	O	22'
No. 4	110 g/cm²	60 %	®	20'	O	15'	O	15'
No. 5	180 g/cm²	80 %	O	30'	O	28'	O	32¹
No. 11	6 0 g/cm	5 %	©	5^r	©	3¹	©	3'
O	X	X X

Abziehfestigkeit: Gemessen unter Abziehen mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/min in einer

TOM Zugprüfmaschine
Fehler: Doppelkreis = keine Fehler; Kreis = über die gesamte Länge keine tiefen Kratzer, ein oder

ZV.»! flache Kratzer; X = ein oder zwei tiefe Kratzer oder viele flache Kratzer; XX = viele tiefe Kratzer;

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Wie aus Tabelle 2 deutlich zu erkennen ist, zeichnet sich ein erfindungsgemäßer magnetischer Aufzeichnungsträger vom Typ mit dünnen Metallfilmen durch eine in bemerkenswerter Weise gesteigerte Haltbarkeit aus. Außerdem bleibt die Wirkung dieser Verbesserung über lange Zeiträume erhalten. Somit erweisen sich die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsträger als für die praktische Verwendung außerordentlich geeignet.

Claims

Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner

Herstellung

P a tentansprüche

/1J Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger, einer Grundierungsbeschichtung auf diesem Schichtträger und einer ferromagnetischen Metallschicht, dadurch gekennzeichnet , daß die ferromagnetische Metallschicht säulenförmige Kornstrukturen aufweist, die von der Oberfläche her in die thermoplastische Grundierungsbeschichtung wenigstens teilweise eindringen und mit dieser verbunden sind.

2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die säulenförmigen Kornstrukturen zu der Grundierungsbeschichtung geneigt sind.

— 2 —

j 3. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundierungsbeschichtung aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, das einen Erweichungspunkt von

p. 150⁰C oder weniger, ein durchschnittliches Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 und einen Polymerisations grad von etwa 200 bis 2000 aufweist.

4. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die

Grundierungsbeschichtung im trockenen Zustand eine Dicke von etwa 0.03 bis 2.0 μΐη aufweist.

5. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, 5 dadurch gekennzeichnet , daß die

Grundierungsbeschichtung ein Gleitmittel in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Grundierungsbeschichtung, aufweist.

.6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die · ferromagnetische Metallschicht eine Dicke von 0.05 bis 2 um aufweist.

7. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers, dadurch gekennze ichn e t , daß es umfaßt:

Auftragen einer thermoplastischen Grundierungsbe-

30 schichtung auf einen Schichtträger,

Ausbilden einer ferromagnetischen Metallschicht mit säulenförmigen Konstruktionen auf der Grundierungsbeschichtung durch Aufdampfen, sowie Ausüben eines Drucks auf die Oberfläche der ferromagnetischen Metallschicht, wodurch die Grundierungsbeschichtung wenigstens teilweise mit der ferromagnetischen Metallschicht verbunden wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufdampfen nach dem Verfahren des Aufdampfens mit schräger Einfallsrichtung erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Strom des Dampfes des ferromagnetischen Metalls mit einem großen Einfallswinkel auf die Grundierungsbeschichtung auftrifft und auf dieser mit einer niedrigen Aufdampfgeschwindigkeit abgeschieden wird, woran sich eine allmähliche Verminderung des Einfallswinkels und eine allmähliche Steigerung • der AbScheidungsgeschwindigkeit anschließt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufdampfen mit schräger Einfallsrichtung mit einem Einfallswinkel für den Dampfstrom von 50° oder mehr gegenüber der Oberfläche des Schichtträgers erfolgt.

.11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Andrücken unter Verwendung von Kalanderwalzen erfolgt, die wenigstens eine Metallwalze und wenigstens eine elastische Walze um-

25 fassen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche der magnetischen Schicht mit der Metallwalze in Berührung gebracht wird,

30 während die nicht-magnetische Oberfläche mit der elastischen Walze in Berührung gebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallwalze auf eine Tempe- ratur aufgeheizt wird, die nicht unter dem Erweichungspunkt der thermoplastischen Grundierungsbeschichtung liegt.

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j 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Metallwalze und der elastischen Walze ein linearer Druck im Bereich von 10 bis 200 kg/cm ausgeübt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Walze eine . Shore-Härte von 75 oder mehr aufweist.

-,Q 16. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet / daß die Grundierungsbeschichtung aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist, das einen Erweichungspunkt von 15O⁰C oder weniger, ein durchschnittliches Molekulargewicht von 10 000 bis

15 200 000 und einen Polymerisationsgrad von etwa 200 bis 2000 aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundierungsbeschichtung

20 iro trockenen Zustand eine Dicke von etwa 0.03 bis 2.0 μπι aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundierungsbeschichtung

25 ein Gleitmittel in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Schicht der Grundierungsbeschichtung, enthält.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Schicht aus ferromagnetischem Metall eine Dicke von 0.05 bis 2 μπι aufweist.