DD266200A1 - Magnetisches aufzeichnungsmaterial - Google Patents
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Abstract
Magnetisches Aufzeichnungsmaterial, bestehend aus einem nichtmagnetischen Traegermaterial und einer darauf befindlichen magnetisch aktiven Schicht, die feinteiliges dispergiertes Magnetpigment in einer Polymerkombination aus einem Polyurethanelastomer und einem modifizierten Polyvinylformalbindemittel enthaelt; geschaffen derart, dass die Polymerkombination der magnetisch aktiven Schicht aus 40-99 Gew.-% eines loeslichen hydroxyfunktionellen amorphen thermoplastischen Polyesterpolyurethans, welches nach dem Schmelzkondensationsverfahren durch Reaktion eines linearen Butandiol-Adipinsaeurepolyesters mit 4,4-Diphenylmethandiisocyanat und anschliessender Kettenverlaengerung mit 2,2-Dimethylpropandiol-1,3 erhalten wird und 60-1 Gew.-% eines Polyvinylformalaethanalharzes, welches durch Hydrolyse eines Polymerisats eines Vinylesters und anschliessender Umsetzung des Vinylalkohol-Polymeren mit gleichen Anteilen von Formaldehyd und Azetaldehyd erhalten wird, besteht.
Description
-2- 266 200 Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft magnetisches Aufzeichnungematerial für die Speichern ig von Daten in digitaler odor analoger Form, das aus einem nichtmagnetischen Trägermaterial und einer darauf befindlichen magnetisch aktiven Schicht, die feinteiliges dlsperglertes Magnetpigment in einem 6poziellen Bindemittelsystem enthält, besteht.
Die wachsenden Anforderungen. η hochwertige magnetische Aufzolchnungsrnaterlalien für die magnetische Signalspeicherung in bezug auf die mechanischen und speichertechnischen Eigenschaften, einschließlich der Anforderungen, die sich durch die Senkrechtaufzeichnung ergeben, erfordern die Weiterentwicklung der bisher bekannten Bindemittelsysteme.
Neben den hohen Anforderungen an die Aufzelchnungs- und Wiedergabeeigenschaften, für die Anwendung von Audiobändern, Videobändern und flexiblen Datenträgern, wird vor allem bezüglich der mechanischen Eigenschaften der Aufzeichnungsträger eine ständige Anpassung und Verbesserung gefordert. Die Magnetschichten müssen flexibel sein, eine hohe Plastizität aufwoisen und eine hoho Reißfestigkeit besitzen. Außerdem wird, zur Vermeidung von Pegeleinbrüchen, zunehmend eine Verringerung der Reibungswerte sowie eine Erhöhung der Abrieb- und Verschleißfestigkeit gefordert.
Besondere die Forderung nach Systemen, mit denen ohne Haftvermittler eine gute Magnotschichthaftung bot hohem Pigmontfül.'grad auf der Trägerfolie erreicht wird; gestaltet sich besonders dann schwierig, wenn gleichzeitig eine gute Klimastabilhät und hohe magnetische und spoichortochnische Eigenschafton benötigt werden.
Geeignete B ndemittolsysteme, die eine hohe Flexibilität und Elastizität der magnetischen Speicherschicht gewährleisten und bei hoher D'jhnung und hohem Pib oentfüllgrad eine gute Abriebfestigkeit besitzen, sind bevorzugt Polyurethanolastomere enthaltend: CLdemittolsystome.
Diese Systeme enthalten in der Regel neben der Polyurethanelastomfirkomponente noch eine härtere Komponente. Bevorzugt werden Mischpolymerisate von Vinylchlorid mit Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Vinylacetat oder auch teilverseifte hydroxylgruppenhaltige Polymere als harte Komponente eingesetzt.
Bekannt ist ferner der Zusatz von Zellulosenitrat, Polyvinylfon ;al oder Polyvinylbutyral. Kombinationen von speziellen Polyurothanelastomeren mit Polyvinylformal werden häufig angewendet. Die bekannton Kombinationen befriedigen jodoch nicht in jeder Hinsicht.
Nach der DE OS 2037605 kombiniert man Polyvinylformal mit einem hydroxylgruppenhaltigen Polyurethan-Polyharnstoffelastomer. Bei dieser Polymerkombination besteht jedoch die Gefahr, daß bei einer Lagerung bei erhöhter Luftfeuchtigkeit wegen der Wasseraufnahmefähigkeit der hydroxylgruppenhaltlgon Polyurethan-Polyharnstoffelastomere Veränderungen in der Magnetschicht vor sich gehen, wodurch derartiges magnetisches Aufzeichnungsmaterial bei der Benutzung In den Aufnahmu- und Wiedorgabegeräten zum Blocken und Kleben neigen.
Aus der DE OS 2106030 ist bekannt, feinteilige magnetische Pigmente in einer Bindemittelkombination aus einem Polyäther- oder Polyesterurethan mit einem Polyvinylformal anzuwenden.
Die Polyäther- oder Polyesterumthane sind u.a. in der US P 3149995 und 3144352 als Bestandteile von Bindemittelkombinationen für magnetische Schichten beschrieben. Danach erhält man dio Polyätherui ethane durch Umsetzung eines Polyäthers, der hauptsächlich auf Tetrahydrofuran basiert mit einem Polyisocyanat, z. B. 4,4'-Diphenylmethandü3ocyanat, während man geoign κ ^-'«esterurethane durch Umsetzung eines hydroxylgruppe ihaltigon Polyesters, der auf 1,4-Butandiol und Adipinsäure basier», \ v4'-Diphonylme(handiisocyanat erhält.
Die Polyäther· oder Polyesterurethane weisen praktisch keine Hydroxylgruppen mehr auf.
DjS zur Kombination verwendete Polyvinylformal enthält man durch Umsetzung mit Polyvinylalkohol mit Formaldehyd.
Der Anteil der Polyurothankomponente am Gesamtbindemittel beträgt dabei 5-60 Vol.-%, Mit dieser Bindemittelkombination hergestellte Magnetbänder zeigen bei Anwendung feinteiliger magnetischer Pigmente sehr gutespeichortechnische Eigenschaften. Setzt man diese Magnetbänder jedoch verschärften klimatischen Bedingungen aus, wie sie z.B. in tropischen Gebieten anzutreffen sind, so neigen sie, bedingt durch das relativ hohe Feuchtigkeitsaufnahmevermögen des hydroxylgruppenhaltigen Polyvinylformals, zum Blocken und Kleben bei bestimmten Konfigurationen dor Aufnahme- und Wiedergabegerät^.
Nach der DE AS 2157685 dispergiert man feinteiliges magnetisches Pigment in einem Bindemittolgemisch aus Polyurethan und Polyvinylformal. Der Anteil des Polyurethans am Gesamtbindemittelgemisch beträgt dabei 60-80 Gew.-%. Das Polyurethan ist ein lösliches thermoplastisches praktisch hydroxylgruppenfreies Polyurethan aus einer aliphatischen Dicarbonsäuro mit 4-GC-Atomen, einem Diisocyanat mit 8-20C-Atomen.
Ein geeignetes Polyvinylformal erhält man durch Hydrolyse oines Polymerisates oines Vinyl».stors und anschließender Umsetzung des Vinylalkoholpolymeren mit Formaldehyd.
Durch den Zusatz eines Polyisocyanates, wie z. B. 4,4'-Diphenylmothandiisocyanat oder dem Reaktionsproduk( aus 3 Mol Toluylendiisocyanat und 1 Mol 1,1,1-Trimethylolpropan können die mechanischen Eigenschaften solchor Magnetschichten weiter verbessert werden.
Als nachteilig bei diesem Verfahren hat es sich jedcch herausgestellt, daß man auf die Mitverwen Jung der relativ kostenungünstigen und stark toxischen Lösungsmittel Tetrahydrofuran, Dioxan odor Dimethylformamid angewiesen ist. Die Anwendung von höheren Polyurethanelastomergehaltan, wie sie für hochflexible Videomagnetbcinder als erforderlich orachtet werden, ist nicht möglich.
ZIuI der Erfindung Ist es, für magnetische Aufzeichnungsschichten, die fein vorteiltes magnetisches Pigment In der Aufzeichnungsschicht enthalten, solchs speziellen Polyurethen-Blndemlttelkombinatlonen zu finden, die eine ausgezeichnete Verträglichkeit miteinander besitzen, eine gute Magnetschichthaftung auf der Trägerfolie erreichen lassen, unter verschärften klimatischen Bedingungen nicht zum Blocken oder Kleben neigen, in kostengünstigen Lösungsmitteln bzw. -gemischen löslich sind, sehr gute mechanische Eigenschaften aufweisen und optimale speichortochnische Eigenschaften ormöglichon.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für magnetische schichtförmige Aufzeichnungsmaterialien solche speziellen Polyurethan-Bindemittelkombinationen zu finden, die eine ausgezeichnete Verträglichkeit miteinander besitzen, eine gute Magnetschichthaftung auf der Trägerfolie erreichen lassen, unter verschärften klimatischen Bedingungen nicht zum Blocken oder Kle&en noigun, in kostengünstigen Lösungsmitteln bzw. Gemischen löslich sind, sehr gute mechanische Eigenschaften aufweisen und optimale speichertechnischo Eigenschaften ermöglichen.
Die Aufgab« wird überraschenderweise dadurch gelöst, daß man erfindungsgemäß spezielle hydroxyfunktlonello, amorphe thermoplastische Pülyesterpolyurethane verwendet die nach dem Schmelzkondensationsverfahren durch Reaktion einos linearen Butandiol-Adipinsaurepolyesters mit4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und anschließender KettenverC.ngerung mit 2,2'-Dimethylpropandlol-1 ,3 hei {josteilt wurden und in el.iem l.ösungsmittelgemlsch, bestehend aus 5-9 Volumenteilen Cyclohexanon löslich sind und diese mit einem Mischpolyvinylaldal kombiniert, welches hergestellt wurde durch Hydrolyse eines Polymerisats eines Vinylesters und anschließende Umsetzung des Vinylalkohol-Polymeren mit gleichen Anteilen von Formaldehyd und Azetaldehyd. Die als Bindemittel in den Magnetschichten verwendeten löslichen Polyesterpolyurethanelastomoren sind dann besonders geeignet, wenn sie einen K-Wort zwischen 50 und 70 und eine dynamische Glastemperatur (110Hz) von J5-40°C aufweisen, die Reißfestigkeit zwischen 20-50 MPa, die Reißdehnung zwischen 360-600%, der Elastizitätsmodul bei 100% Dehnung zwischen 2-4MPa und der komplexe Elastizitätsmodul bei 26°C (110Hz) zwischen 0,6 · 103 bis 1 103 MPa liegt. Diese speziellen amorphen thermoplastischen Polyestorpolyurothane besitzen außerdem noch zum Teil OH-Endgruppen, die für eine Vernetzung mit Polyisocyanat leicht zugänglich sind. Die im Bindemittelgamisch für die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien enthaltenen Polyvinylformaläthanalharze haben zweckmäßigorweise einen Gehalt an Vinylfc rmal- und Vinyläthanalgruppen von mindestens 00Gew.-%, wobei der Gehalt der Vjnylformalgruppen zu den Vinyläthanalgruppen zu etwa gleichem Anteil besteht, einen Gehalt an Vinylalkoholgruppen von 13-17Gew.-% und einen Gehalt an Vinylalkoholgruppen von 13-17 Gew.-% und einen Gehalt an Vinylacetatgruppen kleiner als 1 Gew.-%. Die Viskosität einer 10gew.-%ig«n Polyvlnylformaläthanal-Lösung in 1,2-Dichlorethan, gemessen bei 200C, Ist kleiner als 200OmPa s, das Schüttgewicht des speziollen Harzes beträgt 350 bis 400g/!. Die Kombination der speziellen hydrofunktioneilon, amorphen, thermoplastischen Polyesterpolyurethane mit den modifizierten Polyvinylmischaldalen erfolgt Im ßindemittelgemisch für die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien in einem Bereich von 40-99Gaw.-% Polyurethan, bevorzugt 65-90 Gew.-% und 60-1 Gew.-% Polyviriylformaläthanal, bevorzugt 3E-10Gew.-%. Als Lösungsmittel werden dabei solche kostengünstigen Lösungsmittelgemische wie 1,2-Dichlorethan und Cyclohexanon im entsprechenden Gemisch zueinander eingesetzt. Als Verschnittmittel kämen gegebenenfalls Butylacetat, , Äthylglykolacetat, Methoxypropylacetat, Toluen, Xylen oder andere hinzugefügt werden.
In einer Rührwerkskugelmühle mit einem Mahltopfvolumen von 5000 Volumenteilen, die mit etwa 1000U/min betrieben wird, werden 37308 Gewichtsteile einer Mischung aus
8000Gow.-Teile Y-Fe2O3 14000 Gew.-Teile 1,2-Dlchlorethan 5132 Gew.-Teile Cyclohexanon
120 Gew.-Teile ethoxylierterAlkylphenolphosphorsäureester 80 Gew.-Teile saurer Alkylphosphorsttureester 2 480Gew.-Teile einer 15gew.-%lgen Lösung eines erfindungsgemäßen Polyvinylformal-äthanalharzes in einem Lösungs-
mlttolgemisch, bestehend aus8 Volumenteilen 1,2-Dichlorethan und 2 Volumenteilen Cyclohexanon 7 280 Gew.-Teile einer 20gew.-%igen Lösung eines erfindungsgemäßen hydroxyfunktionellenamorphon thermoplastischen Polyesterpolyurethans in einem Lösunpsmittelgemisch, bestehend aus 8 Volumentoilen 1,2-Dichlorethan und 2 Volumentöilen Cyclohexanon 100 Gew.-Teile Silikonöl 84 Gew.-Teile Alkyluenzen 32 Gew.-Teile 1,4-Oihydroxybenzen
unter Anwendung von Glaskugeln disporgiert.
ein Trägermaterial aus Polyäthylonterephthalat, das eine Dicke von 12 μηι besitzt, aufgetragen. In einem Magnetfeld wird das
getrocknet.
geglättet. Die Dicke der Magnotschicht besitzt eine spiegelglatte Oberfläche und haftet fest auf dem Trägermaterial.
und der Zuverlässigkeit nach 100 Kopfpassagen als Pegeländerung durch Abrieb vor und nach Klimalagerung unter
des Schnellkopiorprozesees durchgeführt. Die erhaltenen Meßwerte werden in Tabelle 1 angegeben.
Es wird sinngemäß wie im Boispbl 1 verfahren. Als Bindemittel wird eine Kombination von einem löslichen thermoplastischen, praktisch hydroxylendgruppenfreieri Polyesterurethan, welches nach dom Schmelzkondensationsverfahren durch Reaktion eines Polybutandioldipinates mit 4,4'-Diphenylmethandllsocyanat hergestellt wurde, und einem handelsüblichen Polyvinylformal, welches durch gleichzeitige Hydrolyso und Acetalisierung mit Formaldehyd eines Polyvinylesters hergostollt wurde und einen Gehalt an Vinylacetatgruppen von 11,2% und einen Gehalt an Vinylalkoholgruppon von 6,5% aufweist, angewendet.
Die Herstellung der magnetischen Dispersion und der Polymerlösung erfolgte in einem Lösungsmittelgemisch von 7,5 Teilen Tetrahydrofuran und 2,6 Teilen Cyclohexanon, wobei die Konzentration der Lösungen analog dem Beispiel waron. In den weiteren Verarbeitungsschritten wird wie im Beispiel verfahren
Die Meßergebnisse sind in Tabelle 1 enthalten.
%igen Lösung eines Additionsproduktes von Toluylendiisocyanat an Trimethylolpropan und Diethylenglykol im
verfahren.
überlegene Gobrauchswerteigenschal en besitzt. Mit dem Verglelchsboispiel 2 werden Gebrauchswerteigenschaften einesanalog dem Beispiel hergestellten, jodoch mit Polyisocyanat chemisch vornetzten, Magnetbandes dargestellt. Wie zu ersehenist, können mittels der chemischen Vernetzung mit Polyisocyanat die mechanischen Eigenschaften der beschriebenenmagnetischen Arbeitsschicht weiter beeinflußt werden. Die Anwendung der chemischen Vernetzung, d. h. ob und Höhe des
^fzaichnungsmaterials.
Abrieb (dB]
—ohne Klimalagerung
— nach Klimalagorung 14 d, 35 0C, 9?% RF
—ohne Temperaturlagerung
— nach Temperaturlagerung 9 h, 700 0C, 20% RF
160 2,4 ,.„[dB) -8,0
1,9 -9,4
165 2,5 -7,7
±0 -0,4
Band läuft tangential ab Band haftet; läuft unter einem Winkel ab; koine Zerstörung der Magnetschicht
Prüfung auf Bandlängsschwingungen keine Bandlängsschwingun währenddes Schnellkopierverfahrens bei gen; trockener Abrieb am Bandgeschwindigkeiten von etwa 6 m/s Roof und an den Umlenk·
elementon;
-0,6 -1,4
Band laut tangential ab Band haftet stark und läuft nicht selbstständig ab; teilweise Zerstörung der Magnetschicht keine Bandlängsschwingungen; starker Abriebam Kopf und an den Umlenkelomenten; Flächenabrieb am Heinigungsvlies
±0 ±0
Band läuft tangential ab Band läuft tangontial ab
keine Bandlängsschwingungon, geringer Abrieb am Kopf und an den Umlenkelementen
Claims (13)
1. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial aus einem nichtmagnetischen Trägermaterial und einer darauf befindlichen magnetisch aktiven Schicht, die feinteiliges dispergiertes Magnetpigment in einer Polymerkombination aus einem Polyurethanelastomer und einem Zusatzbindemittel enthält, gekennzeichnet dadurch, daß die Polymerkombination der magnetisch aktiven Schicht aus 40 bis 99Gew.-% eines löslichen hydroxyfunktionellen amorphen thermoplastischen Polyesterpolyurethans, welches nach dem Schmelzkondensationsverfahren durch Reaktion eines linearen Butandiol-Adipinsäurepolyesters mit 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und gleichzeitiger Kettenverlängerung mit 2,2'-Dimethylpropandiol-1,3 erhalten wird und 60-1 Gew.-% eines Polyvinylformaläthanalharzes, welches durch Hydrolyse eines Polymerisats eines Vinylestors und gleichzeitiger Umsetzung des Vinylalkohol-Polymeren mit annähernd gleichen Anteilen von Formaldehyd und Azetaldehyd erhalten wird, besteht.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterini nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Polyurethan in einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus 5-9 Volumentoilen 1,2-Dichlorethan ui.d 5-1 Volumenteilchen Cyclohexanon löslich ist.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Polyurethan einen K-Wert zwischen 50-70 und eine dynamische Viskosität als 15gew.-%ige Lösung im Lösungsmittelgemisch 1,2-Dichlorethan/Cyclohexanonvon84zu 16Gew.-Teilen von 300-60OmPa · ο bei 200C aufweist.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Polyurethan bei einer dynamischen Boanspruchungsfrequenz von 110Hz einen Elastizitätsmodul bei T = 26°C im Bereich von 0,6 · 103MPa = /EV= 1 · 103MPa sowie eine dynamische Glastemperatur zwischen 35-4O0C aufweist.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Polyurethan eine Reißfestigkeit im Bereich von 20-50MPa und eine Reißdehnung im Bereich von 360-600% eufweist.
6. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das 'olyvinylformaläthanal im Lösungsmittel 1,2-Dichlorethan löslich ist.
7. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Polyvinylformaläthanalharz einen Gehalt an Vinylformal- und Vinyläthanalgruppen von mindestens 80Gew.-% aufweist, wobei der Gehalt der Vinylformalgruppen zu den Vinyläthanalgruppsp. :u annähernd gleichen Anteilen besteht (f-2%).
8. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch ^gekennzeichnet dadurch, daß das Polyvinylformaläthanalharz einen Gehalt an Vinylalkoholgruppen von 13-17Gew.-% und einen Gehalt an Vinylacetatgruppen kleiner als 1 Gew.-% aufweist.
9. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß dab Polyvinylformaläthanalharz im Lösungsmittel 1,2-Dichlorethan als 10Gew.-%ige Lösung eine dynamische Viskosität, gemessen bei 2O0C, kleiner 200OmPa · s aufweist und das Schüttgewicht des Harzes 350 bis 400g/l beträgt.
10. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Polymerkombination im Mischungsverhältnis der Komponenten Polyurethan/ Polyvinylformaläthanalharz von 99:1 bis 30:70 ausgezeichnete Verträglichkeit in L ösung als auch im lösungsmittelfreien Film aufweist.
11. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Bindemittelmischung bei oder nach Vereinigung mit dem magnetischen Pigment zur Verbesserung der Oberflächenhärte zusätzlich eine untergeordnete Menge eines Polyisocyanates zugesetzt werden kann.
12. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Polyisocyanat ein Additionsprodukt von Toluylendiisocyanat an Trimethylolpropan und Diethylenglykol ist.
13. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Verhältnis von magnetisch aktivem Pigment zur Polymerkombination 2:1 bis 9:1 ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD30843487A DD266200A1 (de) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Magnetisches aufzeichnungsmaterial |
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DD30843487A DD266200A1 (de) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Magnetisches aufzeichnungsmaterial |
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DD266200A1 true DD266200A1 (de) | 1989-03-22 |
Family
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Family Applications (1)
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DD30843487A DD266200A1 (de) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Magnetisches aufzeichnungsmaterial |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD266200A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0486820A2 (de) * | 1990-11-01 | 1992-05-27 | BASF Magnetics GmbH | Magnetischer Aufzeichnungsträger |
-
1987
- 1987-10-30 DD DD30843487A patent/DD266200A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0486820A2 (de) * | 1990-11-01 | 1992-05-27 | BASF Magnetics GmbH | Magnetischer Aufzeichnungsträger |
EP0486820A3 (de) * | 1990-11-01 | 1992-06-03 | BASF Magnetics GmbH | Magnetischer Aufzeichnungsträger |
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