DE3332474A1

DE3332474A1 - Flexibler magnetaufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3332474A1
Application number: DE19833332474
Authority: DE
Inventors: George W. 94022 Los Altos Hills Calif. Brock; George J. 94002 Belmont Calif. Hampton
Original assignee: Verbatim Corp
Current assignee: Verbatim Corp
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-09-08
Publication date: 1984-04-26
Also published as: US4587157A; JPS5990232A; JPS6336044B2

Description

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Magnetaufzeichnungs-■;räger. Insbesondere hat der flexible Magnetaufzeichnungsi;räger gemäß der Erfindung einen verbesserten porösen, als

Unterschicht aufgetragenen Film, der Teilchen eines nichtliiagne ti sehen Oxids enthält, wodurch die Magnetaufzeichnungssohicht Eigenschaften einer Dickschicht und ein erhöhtes Sohmierpotential erhält.

Es ist üblich, Magnetaufzeichnungsträger zum Speichern und Wiederauffinden kodierter Daten zu verwenden. Bisher ist dabei auf die Magnetaufzeichnungsschicht des Magnetaufzeichnungsträgers eine Unterschicht aufgetragen worden, um Ungleichmäßigkeiten des als Substratschicht verwendeten Basisfilms, z.B. aus Polyethylenterephthalat zu überdecken. Das wird gemacht, um eine gute Haftschicht zwischen der Magnetaufzeichnungsschicht und dem als Substratschicht dienenden Basisfilm zu erhalten und eine leitfähige Schicht zu schaffen, damit die Möglichkeit für elektrostatische Probleme, verringert wird. Heutzutage geht die Tendenz bei magnetischen Speiehervorrichtungen dahin, höhere Bitdichten zu schaffen, damit die Datenspeicherkapazität erhöht wird. Am zweckmäßigsten werden die höheren Bitdichten dadurch erhalten, daß die Koerzitivkraft des in den Magnetaufzeichnungsträgern verwendeten ferromagnetisehen Eisenoxids erhöht wird. Da das Magnetfeld des Lese/Schreib-Kopfes den Magnetträger mit höherer Koerzitivkraft sättigen muß, damit das Feld ordnungsgemäß umgeschaltet werden kann, muß die Dicke des magnetischen Oxids verringert werden. So werden magnetische Aufzeichnungsschichten in einer Dicke von einem Mikrometer bei flexiblen Trägern und von einem halben Mikrometer bei harten Trägern allmählich die Regel, um das genannte Problem zu lösen.

Dünnere Filme oder Schichten sind jedoch weniger dauerhaft und fest zusaimenhängend und neigen eher zu Adhäsionsproblemen. Die Ursache für die geringere" Dauerhaftigkeit ist in gewissem Ausmaß, der Einfluß der Substrateigenschaften, die die Eindringhärte der dünnen

Schicht beeinflussen. Durch den plötzlichen Wechsel der Werkstoff-Elastizität^; am übergang von der Basisfolien-Substratschicht zur magnetischen Aufzeichnungsschicht
wird die Dauerhaftigkeit der Aufzeichnungsschicht verringert. Wenn also ein Substratmaterial von _:hoher Dauerhaftigkeit benutzt würde, könnte die magnetische Schicht eine bessere Dauerhaftigkeit als sonst erhalten. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht besteht in der Menge des zum Schmieren der dem Verschleiß unterliegenden Grenzfläche zur Verfügung stehenden Schmiermittels. Die genannten Schwierigkeiten führen zu raschem Ausfall .der magnetischen Aufzeichnungsschicht.

Zu früheren Versuohen, die Schwierigkeit hinsichtlich der Dauerhaftigkeit zu vermeiden, bei denen meßbare erhöhte Verschleißfestigkeit der Aufzeichnungsschicht erzielt wurde, gehört der Zusatz harter Zusatzstoffe zur Magnetoxidschicht, die Verwendung neuer Stoffe zum Schmieren der Aufzeichnungsschicht, die Wahl des zur Beschichtung der Aufzeichnungsschicht verwendeten speziellen Magnetoxids, und ein Bindemittelsystem höherer Festigkeit, bei dem die Aufzeichnungsschicht mit der Basisfolien-Substratschicht verschmolzen wird. Außerdem ist es bei Ansätzen für flexible Träger allgemein üblich,' Schmiermittel in den Magnetschichtansatz einzuschließen und/oder die Oberflächen nach dem Auftragen zu beschichten. Das Schmiermittel ruht in den Poren des magnetischen Überzugs und wird aus diesen an die Oberfläche in dem Maß abgezogen, in dem das Oberflächenschmiermittel aufgebraucht wird. Im einzelnen geht aus US-PS 3 959 553 ein Verfahren zum Herstellen harter Magnetplatten hervor, welches besonders geeignet ist,

Aufzeichnungsplatten mit sehr dünnen magnetischen Beschichtungen herzustellen. Die Magnetaufzeichnungsplatten können sehr vorteilhaft durch Beschichten einer nichtmagnetischen, metallischen Basisscheibe mit einer Dispersion aus feinverteiltem

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mjagnetisohem Pigment in einer Lösung 'eines Bindemittels iin einem organischen Lösungsmittel und Umwandeln der Besbhichtung in eine, massive., harte., Magnetschicht von vorherbestimmter Härte zum Aufzeichnen hergestellt werden, wenn die nichtmagnetische, metallische Grundplatte vor dem Auftrag des magnetischen Überzugs eine harte und polierbare, nichtmagnetische Zwischenschicht erhalten hat. Diese nichtmjagnetische Zwisohenschicht besteht aus einer feinpulvrigen Mischung aus feinverteilten, anorganischen, nichtmagnetischen Pigmenten wie ocFe«CL , die Korundpulver in einer Teil Chen's j
größe von 1 bis 20/um und einer Härte von mindestens 7 auf der Mohs'sehen Härteskala, oder ein feinverteiltes Cerdioxidpulver enthält. Aus der genannten US-Patentschrift geht

ferner hervor, daß als magnetisches Pignent nadeiförmiges Y-Eisenoxid verwendet werden kann und daß herkömmliche, geringe Mengen von Dispergiermitteln oder Schmierstoffen in den Schichten benutzt werden können.

US-PS 3 996 095 offenbart ein bei Niedertemperatur - Verfahren . zur Bildung von 'Magnetit - Ee-0^ - und

yPegOo-Pilmen auf einem Substrat, bei dem es sich nicht um ein Einkristall handelt. Die erzielten Produkte eignen sich als Magnetaufzeichnungsträger und Magnetaufzeichnungskopfschichten, weil die Eisenoxid- und Ferrit-Dünnschichten außerordentlich glatt und stabil sind und wünschenswerte magnetische Eigenschaften haben. Das Verfahren läßt sich zudem erfolgreich bei einer Temperatur von 200° C oder weniger durchführen.

US-PS 4 075 384 und 4 259 392 betreffen Erfindungen von mehrschichtigen Magnetaufzeichnungsträgern. Bei der zuerst genannten Patentschrift geht es um ein Magnetaufzeichnungsband mit einem nichtmagnetischen Träger, einer zweilagigen magnetischen Beschichtung aus einem ferromagnetisehen Pulver und einem Bindemittel, die an einer Oberfläche des Trägers geschaffen ist, wobei die obere Schicht eine größere Koerzitivkraft und Trocken-

dicke als die untere Schicht hat. Zwar haben mehrschichtige Magnetoufzeichnungsträger eine Betätigungsyormagnetisierung und Entzerrung, die sich von denen üblicher Bänder sowie von Bändern mit ,geringem Rauschen unterscheiden, aber aus US-PS 4 075 geht ein mehrschichtiger magnetischer Aufzeichnungsträger hervor, dessen Betätigungsvormagnetisierung und Entzerrung denen eines übliehen Bandes und eines Bandes mit geringem Rauschen ähnlich sind und der in Bandauf zeichnungsgeräten verwendet werden kann, welche keine Wahlmöglichkeit für Vormagnetisierung und Entzerrung aufweisen. Das offenbarte magnetische Aufzeichnungsband zeigt außerdem eine geringere Kopfentmagnetisierung und weniger Kopfverschleiß. Aus US-PS 4 259 392 geht ein mehrschichtiger Magnetaufzeichnungsträger und ein doppellagiges ifegnetaufzeichnungsband mit verbesserten magnetischen Aufzeichnungseigenschaften hervor, die diese verbesserten Eigenschaften eines Magnetbandes bei herkömmlicher Vonnagnetisierungs- und/oder Entzerrungs-Einstellung bieten. Der doppellagige Magnetaufzeichnungs träger zeichnet sich außerdem durch gute Linearität über weite Frequenzbereiche und einen breiten dynamischen Bereich sowie insgesamt gute Balance aus. Es wird auch für bessere Oberflächeneigenschaften eines Magnetaufzeichnungsbandes₉ das Rechteckigkeitsverhältnis der Magnetstärke (B) - Flußdichte (H) - Kennlinien und die Sättigüngseigenschaft der jungfräulichen Magnetisierungskurve zur erneuten verteilung der Betriebsvormagnetisierung des Magnetaufzeichnungsbandes gesorgt. In diesen beiden US-Patentschriften wird Stand der Technik erwähnt, aus dem magnetische Beschichtungsgemische und Magnetaufzeichnungsschichten hervorgehen, die Zusatzstoffe, wie Dispergiermittel und Schmiermittel enthalten können.

US-PS 4 188 434 betrifft die Verwendung fester und flüssiger Schmiermittel. Eine magnetisierbare Schicht wird mit einer Substratschicht verschmolzen und dann wird eine Schicht aus festem und flüssigem Schmiermittel dadurch aufgebracht, daß die Schmiermittel in einem Träger lösungsmittel aufgelöst und die Magnetplatte mit dem

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Träger besprüht wird. Das feste Schmiermittel wird zunächst aufgetragen und zu einer glatten Schicht geschwabbelt, und dann wird gleichfalls das flüssige Schmiermittel aufgetragen.

Aus US-PS 4 232 072 geht ein verbessertes Schmiergemisch und ein Verfahren zum Auftragen desselben auf spezielle Substrate hervor. Die verbesserten, verschleißfesten Substrate mit niedri· gem Reibungswert haben einen Überzug aus dem genannten Gemisch, und zu den Substraten gehören Ton- und Videoaufzeichnungen, z.B. Grammophon- oder Schallplatten, Videoplatten und dgl. Das Gemisch besteht im wesentlichen aus !Carboxylates te r, Tetrafluoräthylentelomer, einem antistatischen sowie einem Lösungsmittel.

Aus US-PS 4 275 Xl3 ist ein Magnetaufzeichnungsträger bekannt, dessen Magnetschicht einen niedrigen spezifischen Oberflächenwiderstand bei elektromagnetischen Eigenschaften von hoher Qualität hat, und bei dem zwischen der Magnetschicht und einer Trägerfolie. . gutes Haftungsvermögen besteht. Die Konstruktion ermöglicht eine· Umgehung der Probleme hinsichtlich der Elektrifizierung des Aufzeichnungsträgers und ein Einhalten guter Gleichmäßigkeit an der Oberfläche desselben, wodurch das durch Elektrifizierung im magnetischen Aufzeichnungsträger induzierte elektrostatische Rauschen unterdrückt werden kann. Es ist mindestens eine Zwischenschicht geschaffen, die für elektrische Leitfähigkeit zwischen der Magnetschicht und dem Trägerstreifen des Aufzeichnungsträgers sorgt. Als leitfähiger Stoff in der Zwischenschicht ist Büß hinzugefügt, der einen großen spezifischen Oberfläohenberöich hat und Öl gut absorbiert. Die Rußteilchen wirken als elektrisch leitfähiger Stoff, um den spezifischen Widerstand der magnetischen Schicht zu verringern.

Aus US-PS k 321 303 1st ein magnetisches Pulver für einen Magnetaufzeichnungsträger mit verbesserten magnetischen Eigenschaften zu entnehmen. Auf der Oberfläche eines als Kern benutzten nadeiförmigen, feinen Eisenoxidpulvers wird durch Be-

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handeln mit eine Siliziumverbindung eine Siliziumdioxidschicht geschaffen. Das Pulver kann einer Wärmeschrumpfung unterzogen werden, ehe ein kobaltmodifiziertes, nadeiförmiges, feines Eisenoxidpulver zubereitet wird. Das geschieht durc.h Dispergieren des nadeiförmigen, feinen Eisenoxidpulvers als Kern in einer wässrigen Lösung aus Ammoniak, die Kobaltionen enthält, und durch Behandeln in einer inerten Gasatmosphäre unter hohem Druck oder in einer reduzierenden Atmosphäre. Die als Kern benutzten, nadeiförmigen Eisenoxide können Hydrattypen· enthalten und können yFepO^ oder ocPe^Oo sein. Das Ergebnis ist ein stabiles, kobaltmodifiziertes, magnetisches Eisenoxid.

Aus US-PS 4· 328 935 geht schließlich ein Magnetaufzeichnungsband hervor, welches eine nichtmagnetisierbare Rückseitenbeschichtung hat, die glatte Aquantteilchen enthält, deren Härte auf der Mohs-Skala mindestens 7 beträgt. Wenn das Band in einer Kassette mit Riemenantrieb benutzt wird, ermöglicht die Anwesenheit der Äquantteilohen in der Rückseitenbeschichtung eine gleichförmige Bandgeschwindigkeit. Die Äquantteilchen mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 0,5 /im haben im wesentlichen keine scharfen Kanten, so daß eine Beschädigung des Bandes auf der Spule reduziert wird.

Das Problem der Dauerhaftigkeit flexibler Magnetaufzeichnungsträger besteht auch beim Stand der Technik weiterhin. Wie aus der vorstehenden Schilderung hervorgeht, sehen einige Vorveröffentlichungen eine Zwischenschicht aus Kohlenstoff vor, während andere Schmiermittel entweder in einer Überschicht des Magnetträgers oder des Substrats vorsehen und wieder andere harte keramische Teilchen als Zusatzstoffe für die magnetische Beschichtung vorsehen. Aus keiner geht jedoch eine zufriedenstellende Lösung des Versohleißproblemes dünnerer (1 /im) magnetischer AufzeichnungsbeSchichtungen hervor.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen flexiblen Magnetaufzeichnungsträger zu schaffen, der eine dünne Magnet-

auf zeichnungspartikelschicht von erhöhter Dauerhaftigkeit hat. Der flexible Magnetaufzeichnungsträger soll eine Aufzeichnungsschicht und auch eine Zwischenschicht zwischen der Magnetaufzeichnungsschicht und der Basisfoüen-Substratschicht aufweisen, die aus Teilchen besteht, deren Zusammensetzung, Größe und Dispergierung ähnlich wie die der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist, so daß die zusammengesetzte Magnetaufzeichnungs- und Zwischenschicht Eigenschaften einer Dickschicht erhält.

Der flexible Magnetaufzeichnungsträger soll mit einer die Schmierung fördernden Unterschicht versehen sein, die die Dauerhaftigkeit der dünnen Magnetoxidpartikelschicht im Vergleich zu der durch bekannte Verfahren erzielbaren Dauerhaftigkeit erhöht.

Der flexible Magnetaufzeichnungsträger mit der dünnen, teilchenförmigen, magnetischen Aufzeichnungsbeschichtung von erhöhter Dauerhaftigkeit hat gleichzeitig ein größeres Reservoir an Schmiermittel, welches innerhalb der magnetischen Beschichtung vorhanden ist, aus der es, je nach Bedarf, entzogen wird.

Der flexible Magnetaufzeichnungsträger hat geringere Oberflächenunregelmäßigkeiten an der Oberfläche des Basisfilmsubstrats, so daß Anpassungsschwierigkeiten zwischen dem Magnetkopf und der magnetischen ^Fe^Ö-r- oder Co-yPtepO,-Aufzeichnungsschicht vermieden werden.

Zu einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört ■ kurzgesagfc ein flexibler Magnetaufzeichnungsträger mit einer dünnen Oxidpartikelschicht, die verbesserte Verschleißfestigkeit aufweist. Zur Haftung einer Magnetaufzeichnungsschicht an einer Basisfolien-Substratschicht dient ein Bindemittelsystem. Das Bindemittel enthält nichtmagnetische fccFe 0,) Teilchen, die hinsichtlich der Pigmentgewichtskonzentration, Größe und Dis-

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persion den ^Fe^CL- oder Co-^Fe^pCL-Teilchen der Magnetauf-Zeichnungsschicht ähneln. Auf diese Weise wird eine nichtmagnetische Zwischenschicht gebildet. Co-^Fe₂0^ bezieht sich auf kobaltdotiertes ^f-Eisenoxid. Da die Zwischenschicht aus Bindemittelteilchen mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften wie die der der Magnetaufzeichnungsschicht besteht, zeigt die magnetische Schicht eine neue Härtedimension, die normalerweise für Aufzeichnungsschichten charakteristisch ist, die in Dickschichttechnik hergestellt sind, und besitzt dabei gleichzeitig die Vorteile einer in Dünnschichttechnik geschaffenen Aufzeichnungsschicht.

Ein Schmiermittel wird hinzugefügt, um das Schmiervermögen der magnetischen Aufzeichnungsschicht zu verbessern. Das Schmiermittel kann als überzug einer zusammengesetzten Schicht aus Magietschicht und Zwischenschicht eingesetzt sein, oder es kann im Inneren jeder einzelnen Schicht vorgesehen sein, ehe die Schichten körperlich zum Anhaften aneinander veranlaßt werden. Als Ergebnis stellt sich eine dramatische Verbesserung der Dauerhaftigkeit dünner, Oxidpartikelschichten flexibler Magnetaufzeichnungsträger ein.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Dauerhaftigkeit des dünnen, teilchenförmigen, magnetischen Aufzeiohnungsüberzugs verbessert ist.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Schaffung eines flexiblen Magnetaufzeichnungsträgers, bei dem die Auswirkungen von Oberfläohenunregelmäßigkeiten des Basisfolien-Substrats verringert

sind, so daß sich keine Auslenk-CComplianceJ-Probleme zwischen dem Magnetkopf und der ^Fe₂O-- oder Co-Y-Fe₂O~-Magnetaufzeichnungsschicht ergeben.

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Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Dünnschichtplatte gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Dünnschichtplatte gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 j

Fig.2A einen Querschnitt durch eine alternative Dünnschichtplatte gemäß dem Stand der Technik längs der Linie 2A-2A in Fig. 1,·

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Dünnschichtplatte gemäß der Erfindung;

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Dünnsohichtplatte gemäß Fig. 3 längs der Linie 4-4, aus dem die Magnetaufzeichnungsschicht, die Zwischenschicht mit den OtFe₉O--Teilchen und die Schmiermittel-Uberschicht zu entnehmen ist,·

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Dünnschichtplatte gemäß der Erfindung längs der Linie 5-5 in Pig· 3» aus dem die Magnetaufzeiohnungsschicht, die Zwischenschicht mit den «FegO«- Teilchen und das Schmiermittel hervorgeht.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer in Dünnschichttechnik hergestellten .flexiblen oder harten Platte 10 mit einer Halterungs- oder Auflageöffnung 11 und einer Abtastvorrichtung 12 gezeigt. Aus Fig. 2 geht die Platte 10 im Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 hervor. Die Platte 10 weist eine Substratschioht 13 auf, die durch ein

Bindemittelsystem 16 mit einer Magnetschicht 14 verbunden ist. Die Magnetschicht 14 kann einen Zusatzstoff 18 aufweisender aus Dispergiermitteln, Schmiermitteln, Abriebmittelnpder antistatischen Mitteln bestehen kann. Die Substratschicht 13 dient als Trägerschicht während in der Magnetschicht 14 die aufgezeichneten Daten gespeichert werden.

Wie schon erwähnt, besteht bei Magnetaufzeichnungsträgern die Tendenz, Magnetschichten, wie die Magnetschicht 14 dünner zu machen, damit sie Daten mit größerer Dichte speichern können. Aus diesem Grund sind sie aber auch weniger dauerhaft. Diese geringere Dauerhaftigkeit der Magnetschicht 14 wird durch die physikalischen Eigenschaften der Substratschicht 13 beeinflußt, die die Eindringhärte der Magnetschicht 14 beeinträchtigt und durch den deutlichen Unterschied in der Elastizität der beiden Schichten am Bindersystem-Übergang 16. Wenn also die Dünnschichtplatte 10 dauernder Abnutzung durch die externe

Abtastvorrichtung 12 .unterworfen ist, stellt die Magnetschicht 14 das verwundbarste Element der Dünnschichtplatte 10 dar. Die Dauerhaftigkeit der Dünnschichtplatte 10 wird auch durch die Menge des als Schmiermittel gewählten Zusatzstoffes 18 beeinflußt, die zum Schmieren des Abnutzungs-Bindersystem-Übergangs 16 zur Verfügung steht. Deshalb ist es bei flexiblen Trägern allgemein üblich, den zum Schmieren gewählten Zusatzstoff 18 in der Magnetschicht 14 vorzusehen und/oder die Oberfläche der Magnetschicht 14 nachträglich zu beschichten»

Fig. 2A zeigt einen alternativen Querschnitt durch die Dünnschichtplatte 10 gemäß dem Stand der Technik längs der Linie 2A-2A in Flg. 1. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel ist auf der Substratschicht 13' eine Zwischenschicht 20' angebracht, die aus einer Dispersion eines pulverartigen Gemisches feinverteilter anorganischer, nichtmagnetischer Pigmentteilchen 22' besteht, die eine feste Kohäsion untereinander und mit der Substratschicht 13' bilden. Das aus den Pigmentteilchen 22" bestehende Gemisch der Zwischenschicht 20' enthält mindestens 3 Gew.% Korundpulver 24' in einer Teilchengröße von 1 bis 20/um. Es können wiederum herkömmliche Zusatzstoffe 18', beispielsweise Dispergiermittel oder Schmiermittel in herkömmlichen geringen Mengen vorhanden sein.

In Fig. 3 ist eine Dünnschichtplatte 40 (floppy disk) gemäß der Erfindung perspektivisch dargestellt. Die Dünnschichtplatte 4o

hat eine Halterungs- oder Auflageöffnung 42 und ist in magnetischer Verbindung mit einer außen angeordneten Abtastvorrichtung 44 gezeigt. In Fig. 4 ist ein Querschnitt durch die Dünnschichtplatte 40 längs der Linie 4-4 in Fig. 3 zu sehen. Die Dünnschichtplatte 40 besteht aus einem Basisfilm als Substratschicht 46, die über eine Zwischenschicht 50 mit einer Magnetaufzeichnungsschicht 48 mechanisch in Verbindung steht. Die Mag-.netaufZeichnungsschicht 48 besteht aus ^Feρ0«-Teilchen 52, kann auch Zusatzstoffe 54, beispielsweise Schmiermittel, enthalten und steht magnetisch in Verbindung mit der externen

Abtastvorrichtung 44. Die Zwischenschicht 50 enthält ein Bindemittel 56 aus o6Fe₂0,,-Teilchen 58 und kann auch die schon erwähnten Zusatzstoffe 54, beispielsweise ein Schmiermittel, enthalten. Die Kombination aus Magnetaufzeichnungsschicht 48 und Zwischenschicht 50 bildet zum Zwecke der Dauerhaftigkeit eine zusammengesetzte Schicht 60.

Die Substratschicht 46 besteht aus Polyethylenterephthalat und dient zum Tragen der die Daten speichernden Magnetaufzeichnungsschicht 48. Es sei darauf hingewiesen, daß die Dicke der Magentauf ze ichnungs schicht 48 ca. 1^m beträgt und daß die darin? enthaltenen ^Fe₂0«-Teilchen 52 eine kleinere Abmessung besitzen. Da die Magnetaufzeichnungsschicht 48 die am wenigsten dauerhafte Komponente der Dünnschichtplatte 40 ist, wurde die Zwischenschicht 50 so ausgelegt, daß sie ihre Verschleißfestigkeit erweitert. Wenn ein dünner Film aus MagnetaufZeichnungsmaterial 48

unmittelbar in mechanischer Berührung steht mit einer verhältnismäßig dicken Substratschicht 46, besteht die Gefahr, daß die dünne Magnetaufzeichnungsschicht 48 sich rascher abnutzt. Das liegt an den unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften, und der Wechsel der Elastizität am übergang zwischen den beiden Schichten aufgrund des Anhaftens des Bindemittels 56 führt zu Spannung, Ermüdung und schließlich zum Ausfall -. der Magnetauf ze ichnungs schicht 48. Bei der hier vorgestellten Konstruktion ist durch den Einbau

der OtFe₂O^-Teilchen 58 in das Bindemittel 56, was zur Bildung der Zwischenschicht 50 beiträgt, die Dauerhaftigkeit der Magnetaufzeichnungsschicht 48 drastisch erhöht. Wenn auch teilweise schon «Fe₂0~- Teilchen 58 in einer Zwischenschicht 20' auf harten . Platten benutzt wurden, siehe Fig. 2A entsprechend US-PS 3 959 553, so ist doch die Benutzung von OtPe₂Oo-Teilchen 58 allein mit. ähnlicher Pigmentgewichtskonzentration, Größe und Dispersion wie die in der Magnetaufzeichnungsschicht 48 verwendeten Teilchen nicht in der Technik der flexiblen Aufzeichnungsträger vorweggenommen. Wenn die Zwischenschicht 50 aus Teilchen mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften, Größe und Dispersion wie die der Magnetaufzeichnungsschicht 48 besteht, wirken beide Schichten zusammen als .zusammengesetzte Schicht 60. Wenn also Stoffe mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften schichtartig aufeinandergestapeIt sind, wirkt die zusammengesetzte Schicht als Ganzes wie ein einziges Material, und die einzelnen Schichten erleiden bei Beanspruchung weniger Abnutzung als Stoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die zusammengesetzte Schicht 60 besitzt also die Eigenschaften einer Dickschicht mit verbesserter Dauerhaftigkeit und hat gleichzeitig die Vorteile einer Dünnschicht von hoher Dichte, weil die Magnetaufzeichnungsschicht 48 weiterhin nur 1 p.m dick ist.

Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Zusatzstoffe 54, die in die Magnetaufzeichnungsschicht 48 und die Zwischenschicht 50 eingeschlossen sind. Zwar kennt der Stand der Technik schon Zusatzstoffe, die in die Magnetschicht eingeschlossen werden können, aber diese waren bisher auf herkömmlich^ kleine Mengen beschränkt. Durch das Hinzufügen der Zwischenschicht 50 gemäß Fig. 4 entsteht die zusammengesetzte Schicht 60, und es ergibt sich ein größeres Volumen für den Zusatz von Schmiermitteln 5^.

Eine poröse Unterschicht, die Schmiermittel-Zusatzstoffe 54 enthält, verbessert also das Schmierpotential der Magnetaufzeichnungsschicht 48, indem sie ein größeres Reservoir an Schmiermittel bietet. Der Schmiermittel-Zusatzstoff 54 kann auf

verschiedene Weisen in die zusammengesetzte Schicht 60 eingebracht werden. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Zwischenschicht 50 mit einer dünnen Magnetaufzeichnungsschioht 48 überzogen, und dann wird auf diese zusammengesetzte Schicht 60 eine Übersohicht mit dem Schmiermittel-Zusatzstoff 54 aufgetragen. Hierzu wird ein Stoff aus der aus Estern, Kohlenwasserstoffölen, Fettsäuren, Fluorkohlenstoffen und Silikonen bestehenden Gruppe ausgewählt. Durch das vergrößerte Reservoir an Schmiermittel wird die Dauerhaftigkeit der Magnetaufzeichnungsschicht 48 verbessert.

Eine weitere Dimension der Verschleißfestigkeit und Oberflächenperfektion erhält die Magnetaufzeichnungsschicht 48 durch ein an der Zwischenschicht 50 vorgenommenes Polier- oder Brünerbearbeitung. . Nach dem Überziehen der Substratschicht 46 mit dem Bindemittel 56 und den OiFe₂Oo-Teilchen 58 wird die entstandene Zwischenschicht 50 über rotierende Klingen geführt, um Unregelmäßigkeiten zu entfernen, bevor die Magnetaufzeichnungsschicht 48 aufgetragen wird. Durch die dabei erhaltene, polierte Oberfläche der Zwischenschicht 50 gemeinsam mit den ocFe₂O~-Teilchen 58 von ähnlicher Pigmentgewichtskonzentration, Größe und Dispersion wie die Teilchen der Magnetaufzeichnungsschicht 48 wird die Dauerhaftigkeit der Dünnschichtplatte 40 noch weiter verbessert.

Wie schon erwähnt, besteht die Substratschlcht 46 aus Polyethylenterephthalat, welches an der Oberfläche Unregelmäßigkeiten aufweisen kann, die von der externen Abtastvorrichtung 44 durch die dünne Magnetaufzeichnungsschicht 48 hindurch wahrnehmbar sind. Die. Verwendung eines Einzelspalt-Kopfes führt dazu, daß die externe Abtastvorrichtung 44 den Aufzeichnungsdaten nicht nachkommt,

die in der Magnetaufzeichnungsschicht 48 gespeichert bzw. aus dieser ausgelesen werden sollen. Das Hinzufügen der Zwischenschicht 50 mit 0(.Fe₂O-,-Teilchen 58 zwischen der

Substratschioht 46 und der Magnetaufzeichnungsschicht 48 führt zu der Tendenz, die Auswirkungen der Oberflächenunregelmäßigkeiten der Substratschicht 46 zu verringern. Deshalb werden Steifigkeits-CConplianceJ-Probleme zwischen der Abtastvorrichtung 44 und der Magnetaufzeichnungsschicht 48 vermieden und dadurch die Zuverlässigkeit des Magnetaufzeichnungsträgers verbessert.

Das vorstehend beschriebene, bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist für alle flexiblen Magnetaufzeichnungsträger, wie flexible Platten und Magnetbänder verwendbar.

In Fig. 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Dünnschichtplatte 40' gezeigt, die einem Querschnitt durch die Dünnschiohtplatte 40 längs der Linie $-5 in Fig. 3 entspricht. Die Kompetenten der Dünnschichtplatte 40' sind mit denen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der DUnn^schichtplatte 40 gemäß Fig. 4 identisch. Hierzu gehört eine Basisfolien-Substratschicht H6¹, die mit einer Magnetaufzeichnungsschicht 48' durch eine Zwischenschicht 50' in mechanischer Verbindung steht. Die Magnetaufzeichnungsschicht 48' weist yFe₂O<5- oder Co- V-Fe₂CU-Teilchen 52' auf, kann Zusatzstoffe 54', wie Schmiermittel enthalten und steht in magnetischer Verbindung mit der außen angebrachten Abtastvorrichtung 44'. Die Zwischenschicht 50' enthält ein Bindemittel 56' aus otFe₉Oo-Teilchen 58' und kann den schon erwähnten Zusatzstoff 54' als Schmiermittel enthalten. Die Zusammensetzung aus der Magnetaufzeichnungsschicht 48' und der Zwischenschicht 50' bildet eine zusamnengesetzte Schicht 6o^r zum Zweck der Dauerhaftigkeit.

Die Arbeitsweise der Dünnschichtplatte 40' entspricht der der Dünnsohichtplatte 40 mit Ausnahme der Zusatzstoffe 54', die in der Magnetaufzeichnungsschicht 48' und der Zwischenschicht 50' enthalten sind. Auch hier sorgt wieder die zusairmsngesetzte Schicht 60¹ für eine größere Oberfläche zum Speichern des Schmiermittel-Zusatzstoffes 54'. Durch die poröse Unterschicht

aus Schmiermittel-Zusatzstoff 54' wird also das Schmierpotential · der Magnetaufzeichnungsschicht 48' dadurch verbessert, daß wiederum ein größeres Reservoir an Schmiermittel zur Verfügung steht. Bei der Dünnschichtplatte 40' besteht die Substratschicht 46' aus dem Bindemittel 56^f, den cdFe₂O,-Teilchen 58' und dem Schmiermittel-Zusatzstoff 54', so daß die Zwischenschicht 50' gebildet wird. Die Zwischenschicht 50' wird dann mit der lY&gnetaufZeichnungsschicht 48' überzogen, die zusätzlichen Schmiermittel-Zusatzstoff 54' enthält. Wieder verbessert das größere Reservoir an Schmiermittel die Dauerhaftigkeit der Jfegnetaufzeichnungsschicht 48' gegenüber früheren Versuchen zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit durch Verwendung von Schmiermittel-Zusatzstoffen 54'. Die Polier-(Brünier- bearbeitung und die Beseitigung von Compliance-Problemen bei einem Einzelspaltkopf bleiben wie schon im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel 40 beschrieben.

Es wurden Versuche an Dünnschicht pal tten 10 gemäß dem Stand der Technik, der Dünnschichtplatte 40 sowie der Dünnschichtplatte 40' vorgenommen. Der durchgeführte Test wird in der Industrie als Einzelspur-Verschleißtest bezeichnet. Hierbei wird kurzgesagt eine flexible Dünnschichtplatte 40 an einem rotierenden Teil einer nicht gezeigten Prüfvorrichtung befestigt. Zu der Prüfvorrichtung gehört auch die externe Abtastvorrichtung 44, die im Zusammenhang mit der Dünnschichtplatte 40 beschrieben wurde. Die flexible Dünnschichtplatte 40 wird mit einer festgelegten Drehzahl gedreht und steht dabei mit der für Versuchszwecke ortsfest gehaltenen, externen Abtastvorrichtung 44 in körperlichem Kontakt. Die ISndrehungsgeschwindigkeit der flexiblen Dünnschichtplatte 40 in Umdrehungen pro Zeiteinheit ist bekannt. Wenn man also die Zeitspanne bestimmt, die es dauert, bis die Abtastvorrichtung 44 den überzug in Form der Zwischenschicht 50 durchdrungen hat, kann die Anzahl Umdrehungen bis zum Ausfall errechnet werden. Beim ersten Versuch war die aus Polyäthylenterephthalat bestehende

Substratschicht 46 mit dem Oxid der Magnetaufzeichnungsschicht 48, einschließlich Schmiermittel-Zusatzstoff 54, beschichtet. Die Magnetaufzeichnungsschicht 48 war 1 yam dick und wurde dem vorstehend beschriebenen Prüfverfahren ausgesetzt. Nach zehn Millionen Umdrehungen fiel die fegnetaufzeichnimgsschicht 48 aus, was die Dauerhaftigkeit der Dünnschichtplatten 10 gemäß dem Stand der Technik demonstrierte. Als nächstes wurde eine Dünnschichtplatte 40 sowie eine Dünnschichtplatte 40' geprüft. Wiederum wurde eine Substratschicht 46 benutzt, die aus Polyethylenterephthalat bestand. . Im Fall der Dünnschichtplatte war die Substratschicht 46 mit der Zwischenschicht 50 in einer Dicke von 5/*m beschichtet, und diese enthielt Bindemittel sowie ocPegO^-Teilohen 58 ohne Schmiermittel. Zur Bildung der zusammengesetzten Schicht 60 wurde dann die Zwischenschicht 50 mit der Magnetaufzeichnungsßchicht 48 in einer Dicke von 1 um

aus magnetischem Oxid beschichtet. Als letzter

Schritt wurde eine Überschicht auf der Kombinationsschicht 60 aus Schmiermittel-Zusatzstoff 54 aufgetragen. Dann wurde im Fall des Ausführungsbeispiels der Dünnschichtplatte 40' die Substratschicht 46' wieder mit der Zwischenschicht 50' in einer Dicke von ca. 1 - 10/um beschichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthielt die Zwischenschicht Bindemittel 56\ c*Fe₂O,,~Teilchen 58' sowie auch Schmiermittel-Zusatzstoff 54'. Als letztes wurde die Zwischenschicht 50' zur Schaffung der zusammengesetzten Schicht 60' mit der Magnet aufzeichnungsschicht 48· beschichtet, die aus magnetischem Oxid von 0,5 - 2/um und Schmiermittel-Zusatzstoff 54' bestand.

Beide Ausführungsbeispiele wurden dem vorstehend beschriebenen Einzelspur-Verschleißtestverfahren unterworfen. Nach einhundert Millionen Umdrehungen zeigten die Magnetaufzeichnungsschichten 48 und 48' der Dünnschichtplatten 40 bzw. 4o' keinen Ausfall und hatten immer noch eine annehmbare Verschleißfestigkeit. Es sei ausdrücklich erwähnt, daß diese Prüfungsergebnisse gegenüber der Dauerhaftigkeit bekannter Dünnschiohtplatten 10 eine Verbesserung der Dauerhaftigkeit von mindestens 1000 % zeigen.

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Claims

V12 P3 D "VERBATIM CORPORATICN, Sunnyvale, USA

Flexibler Magnetauf zeichnungsträger

Priorität: 25. Oktober I982 -USA- Serial No. K$> 285

Patentansprüche

/ IJ Flexibler Magnetaufzeichnungsträger mit

- einer Basisfolien-Substratschicht und

- einer MagnetaufZeichnungsschicht aus Teilchen eines magnetischen Oxids, die auf die Substratschicht zur magnetischen Kommunikations mit externen Abtastvorrichtungen aufgetragen ist, gekennzeichnet durch

- eine Zwischenschicht aus Teilchen eines nichtmagnetischen Oxids, die zwischen der Substratschicht und der ffegnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die Teilchen aus dem nichtmagnetischen Oxid mechanische Eigenschaften ähnlich denen der Teilchen aus magnetischem Oxid haben und die Zwischenschicht ein poröses Reservoir an Schmiermittel darstellt, welches der Magnetaufzeichnungsschicht ein erhöhtes Schmierpotential verleiht, und die Zwischenschicht in körperlichem Kontakt mit der Magnetaufzeichnungsschicht eine zusammengesetzte Schicht bildet, die mit einem Schmiermittel überzogen ist,mit der Substratschicht in mechanischer Verbindung steht, so daß die Magnetaufzeichnungsschicht eine zusätzliche Härtedirnension erhält, und das Schmiermittel ein Reservoir zur Schmierung der Magnetaufzeichnungsschicht bietet.

2. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zwischen der Magnetaufzeichnungsschicht und der Substratschicht angeordnete Zwischenschicht Auswirkungen von Oberflächäftunregelmäßigkeiten der Substratschicht verringertem dadurch 'Conpliancefehler zwischen der Magnetaufzeichnungsschicht und den externen Abtastvorrichtungen zu vermeiden.

3. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtmagnetischen Teilchen und das Reservoir an Schmierung in einem Bindemittel vorgesehen sind, um die Zwischenschicht zu bilden und der Magnetaufzeichnungsschicht größere Dauerhaftigkeit zu verleihen.

k. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der

-aus

Zwischenschicht ca. 5/um beträgt und daß sie/otFe_?O,, besteht.

5. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetaufzeiohnungsschicht eine Dicke von ca» 1 ^m hat und eine Teilcnenschicht ist, die aus der aus TFe₂O., und Co-V-Pe₂O^ bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

6. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 1,

dfiruroh gekennzeichnet , daß das Schmiermittel, .' t dem die zusammengesetzte Schicht überzogen ist₃ ein aus der aus Estern, Kohlenwasserstoffölen, Fluorkohlenstoffen, Fettsäuren und Silikonen bestehenden Gruppe ausgewählter Stoff ist,

?, Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche der Zwischenschicht zur Beseitigung von Unregelmäßigkeiten an

der Oberfläche vor dem Auftragen der Magnetaufzeichnungsschicht poliert oder brüniert ist.

8. Flexibler Magnetaufzeichnungsträger, mit

- einer Basisfolien-Substratschicht und

- einer Magnetaufzeichnungsschicht, die Teilchen aus einem magnetischen Oxid und ein auf die Substratschicht aufgetragenes Schmiermittel aufweist, zur magnetischen Kommunikation nit externen Abtastvorrichtungen,

gekennzeichnet durch

- eine Zwischenschicht aus Teilchen aus einem nichtmagnetischen Oxid und einem Schmiermittel, die zwischen der Substratschicht und der Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die Teilchen aus dem nichtmagnetischen Oxid und das Schmiermittel mechanische Eigenschaften ähnlich denen der Teilchen aus magnetischem Oxid haben und die Zwischenschicht ein poröses Reservoir an Schmiermittel zur Schaffung eines erhöhten Schmierpotentials für die Magnetaufzeichnungsschicht darstellt und die individuell geschmierte Zwischenschicht in körperlicher Verbindung mit der individuell geschmierten Magnetaufzeichnungsschioht eine zusammengesetzte Schicht bildet, die mit der Substratschicht in mechanischer Verbindung steht und der Magnetaufzeichnungsschicht eine zusätzliche Härtedimension verleiht, und wobei das Schmiermittel ein Reservoir an Schmierung für die Magnetaufzeichnungsschicht bietet.

9. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die zwischen der Magnetaufzeichnungsschicht und der Substratschicht angeordnete Zwischenschicht dazu dient, die Auswirkungen von Oberflächenunregelmäßigkeiten der Substratsohicht zu verringern, um Conpliancefehler zwischen der Magnetaufzeichnungsschicht und den externen Abtastvorrichtungen zu vermeiden,

10. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtmagneti-

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sehen Teilchen des Reservoirs zur Schmierung in einem Bindemittel enthalten sind, um die Zwischenschicht zu bilden, damit der Magnetaufzeiohnungsschicht größere Dauerhaftigkeit verliehen wird.

11. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet . daß die Zwischenschicht

,-aus eine Dicke von ca. 1 bis 10/xra hat und /OiFe₂O., .besteht.

12. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetaufzeichnungsschicht eine Dicke von ca. 0,5 bis 2/im hat und eine Teilchenschioht ist, die aus der aus vFe₂O~ und Co-TrFe₂O,, bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

13. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet , daß das in der zusammengesetzten Schicht vorhandene Schmiermittel ein aus der aus Estern, Kohlenwasserstoffölen, Pluorkohlenstoffen, Fettsäuren und Silikonen bestehenden Gruppe ausgewählter Stoff ist.

1^. Magnetaufzeichnungsträger nach Anspruch 8, -

dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche der Zwischenschicht unter Entfernung von Unregelmäßigkeiten der Oberfläche vor dem Auftragen der Magnetaufzeichnungsschicht poliert bzw. brüniert ist.