DD282601A7

DD282601A7 - Verfahren zur herstellung von magnetischem aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DD282601A7
Application number: DD30962887A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Neumann; Wilfried Schefter; Klaus Stopperka; Volker Krueger; Rosemarie Hoffmann; Horst Liebchen; Ute Franke; Brigitte Hoeppner
Original assignee: Dessau Magnetbandfab
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1990-09-19

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von magnetischem Aufzeichnungsmaterial fuer die Speicherung von Ton- und Videosignalen sowie von Daten in digitaler und analoger Form, bestehend aus einem nichtmagnetischen und nichtmagnetisierbaren Traeger und einer darauf befindlichen magnetisierbaren Schicht magnetischer Pigmente, die feinteilig verteilt in einem polymeren Bindemittel oder Bindemittelgemisch vorliegen, beschrieben und dasz fuer das Dispergieren des magnetischen Pigments als Dispergierhilfsmittel ein binaeres Gemisch eines{magnetisches Aufzeichnungsmaterial; Speicherung von Ton- und Videosignalen; polymere Bindemittel; Bindemittelgemisch; Dispergieren; Dispergierhilfsmittel; Phosphorsaeureester}

Description

verbessert werden. Dies erfordert nicht nur eine Vervollkommnung der eingesetzten magnetisierbaren Materialien, sondern es muß auch den Wirkmöglichkeiten der Hilfsstoffe, verbunden mit einer Verbesserung der Verarbeitbarkeit magnetischer Dispersionen, immer mehr Beachtung geschenkt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Als Dispergierhilfsmittel, die bei der Herstellung magnetischer Aufzeichnungsträger zum Einsatz kommen, können vor allem solche Stoffsysteme wie Lecithin, metallorganische und phosphorhaltige Verbindungen genannt //erden.

Lecithin als Naturstoff mit einem hohen Anteil nichttensidischer Begleitstoffe ist für hochwertige Aufzeichnungsträger nicht geeignet. Das in neueren Schriften verwandte Reinlecithin ist nur mit einem hohen Aufwand erhältlich. Einen Überblick über einen solchen Reinigungsprozeß gibt die DE OS 2728 087. Die metallorganischen Verbindungen (DEAS 1195810, DE OS 3123012, DE OS 3138278, DE OS 3139297, DE OS 3314201, DE OS 3339244), diese schon allein von der Synthese her komplizierten Vorbindungen, stellen auch an die Adsorptionsstellen der Pigmentoberfläche besondere, meist sterisch geartete Anforderungen. Damit wird bei gleicher Adsorptionsenthalpie der Betrag der Adsorptionstropie herabgesetzt und für die praktische Anwendung die selektive Wirksamkeit verringert. Die phosphorhaltigen Tenside stellen sich zumeist als Phosphorsäureester dar, die allein oder im Gemisch mit andersartigen Tensiden eingesetzt werden (DE OS 1234234, DE OS 2250384, DE OS 2754883, DE OS 3044770, DE OS 3418673).

Im WP 250602 werden Phosphorsäureester mit Phosphonsäuren als anionenaktiv wirkende phosDhorhaltige Dispergierhilfsmittel zur Anwendung gebracht, während im WP 269035 Phosphortenside als Phosphorsäureester mit unterschiedlichen Substituenten eingesetzt werden. Mit der Anwendung solcher speziellen phosphorhaltigen Tensidgemische in Magnetbandrezepturen wird der Vorteil der anionenaktiven Substanzen zur Verstärkung des negativen Potentials dispergierter magnetischer Pigmentpartikel genutzt.

Magnetische Pigmente unterschiedlichster Herstellungsverfahren, die nicht nur eine höhere Feinteiligkeit bei weitestgehender Störstellenfreier Nadelstruktur besitzen, sondern auch einen verschiedenartigen Oesaggregationsgrad der Partikel aufweisen müssen für die Bestimmung der speichertechnischen Eigenschaften, erfordern spezielle Dispergierhilfsmittel oder -kombinationen untereinander.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine wirkungsvollere Dispergierung der magnetischen Pigmente wie Chromdioxid, γ-Eisenoxid, cobaltdotiürtes Eisenoxid, Magnetpigment und Barumferrit und eine stärkere Hydrophobierung der Pigmentoberfläche zu erreichen. Die Neigung zur Reagglomeration der Pigmentpartikel soll gleichfalls herabgesetzt werden. Daraus ergibt sich zum einen eine Verringerung der in das System einzubringenden Mahlarbeit und zum anderen für die magnetischen Aufzeichnungsträger eine Qualitätssteigerung durch bessere Nutzung der dem Magnetpigment innewohnenden Eigenschaften. Das zeigt sich anwendungstechnisch beispielsweise in einem hohen Volumenfüllfaktor, einem hohen Rechteckfaktor, einer geringen Schaltfeldverteilung und einem niedrigen spezifischen Oberflächenwidersiand sowie einer glatten Bandoberfläche und eines verbesserten Nennflußabstandes.

mitm = 4 bis 21

Dieses erfindungsgemäße Dispergierhilfsmittelgemisch wird in der zu dispergierenden Suspension in einer Menge von 0,2 bis 10,0Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 5,5Gew.-%, bezogen auf die Menge magnetisches Pigment, eingesetzt.

Entsprechend des Anwendungsfalles werden die eingesetzten Dispergierhilfsmittel im Verhältnis von 9:0,2 bis 1:2,25, bevorzugt 4:0,4 bis2:0,8vaiiiert.

Im erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich insbesondere Phosphorsäureester nach (1) der Formel

-P-O

^K I (4)

(OH),

mit η = 3 bis 20

x, y = 1 bis 2

χ + y = 3

die sich in folgenden Kennwerten beschreiben lassen: Molekulargewicht: Monoester 650/Diester 1202

Dichtejo'cig/ml)	etwa 1,1
Festpunkt (⁰C)	etwa-5
Siedetemperatur (⁰C)	>200
Viskosität 2o-c(mPa-s)	etwa 6200

Gehalt an titrierbarem Phosphor mindestens 3,8%

Gehalt on organisch gebundenem Phosphor mindestens 3,2%

Gehalt an anorganisch gebundenem Phosphor höchstens 1,0%

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine wirkungsvollere Dispergierung der magnetischen Pigmente und eine stärkere Hydrophobierung der Pigmentoberfläche zu erreichen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Verfahren zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsträger durch Dispergieren von feinteiligem, magnetisch anisotropem Material und üblichen Zusatzstoffen in einer Polymerbindemittellösung, schichtförmigem Auftragen der Dispersion auf eine nichtmagnctische und nichtmagnetisierbare Unterlage, Ausrichten der magnetischen Partikel mit Hilfe eines Magnetfeldes, Entzug der Lösungsmittel aus der aufgetragenen Schicht und einer geeigneten Oberflächenbehandlung der Magnetschicht geeignete Netzmittel oder Netzmittelkombinationen untereinander als Dispergierhilfsmittel zum Einsatz kommen.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich magnetische Aufzeichnungsmaterialien mit höherer Qualität herstellen lassen, wenn erfindungsgemäß beim Dispergieren ein binäros Gemisch eines Phosphorsäureesters der Formel

R₁-O_n

P=O

R₉-O ' I ⁽¹⁾

^d OH

mit R) = Alkylphenolethoxyradikal der Formel

und R₂ = Ri (Diester) oder H (Monoester)

und eines Alkylphenolpolyglykolethers der Formel

und Alkylphenolpolyglykolether nach (3) der Formel

(3)

(5)

mit η =3 bis 20 mit den Kennwerten

OH-Zahl: 95-101

Wassergehali: <1,2%

Für die Zusammensetzung der magnetischen Dispersion werden die handelsüblichen Produkte zur Magnetbandherstellung eingesetzt und für die Verarbeitung die üblichen Methoden und Verfahrensschritte zur Anwendung gebracht.

Als magnetisch anisotropes Material werden bevorzugt feinteilige nadeiförmige Y-Fe₂O₃-Pigmente, cobaltdotierte Eisenoxide, Chromdioxide, Bariumferrite und Metallpigmente verwandt.

Als Bindemittel für die Magnetschichten kommen die üblichen Polymere, wie Polyurethanelastomere, hydroxylgrupponhaltige Mischpolymerisate (z. B. Polyvinylformal), Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, chlorierte Polymere Nitrocellulose und Abmischungen aus den Polymeren zum Einsatz.

Als organische Lösungsmittel fü . Herstellung der Dispersionen eignen sich die dafür bekannten Lösungsmittel, wie lineare Ketone (Aceton, Methylethyketoh/, cyclische Ether (Tetrahydrofuran, Dioxan), Ester (Essigsäureethyl-, Essigsäurebutylester), chlorierte Kohlenwasserstoffe (Dichlormethan, Dichlorethan), cyclische Ketone (Cyclohexanon) und Aromaten (Benzen, Toluen, Xylen) sowie Lösungsmittelmischungen.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten magnetischen Aufzeichnungsträger zeichnen sich insbesondere durch Verbesserung der Packungsdichte, des Rechteckfaktors 1\Φ_Ά/\Φ₅), der Schaltfeldverteilung (SFD) des spezifischen Oberflächenwiderstandes R_s und des Nennflußabstandes Oe_n aus.

Zum Zwecke der Bewertung des Rechteckfaktors wurden entsprechende Bahnproben der Versuchsgüsse an einem Probenvibrationsmagnetometer vermessen.

Der spezifische Oberflächenwiderstand wurde an einem Hochohmwiderstandsmeßgerät an mindestens 5 Proben/Guß bei 20⁰C ± 2 K ermittelt.

Ausführungsbeispiel

In einer Rührwerkskugelmühle werden folgende Stoffe dispergiert:

1000 g Y-Eisenoxid

2388g 1,2-Dichlorethan

451 g Cyclohexanon

40,5 g Phosphorsäureester nach Formel (4)

9,5 g Alkylphenolpolyglykolether nach Formel (5)

110 g Mischpolymerisat aus Vinylacetat, Vinylalkohol und Vinylformal

1 J7Og 15gew.-%ige Lösung eines Polyesterurethans in 8 Volumenteilen 1,2-Dichlorethaii und 2 Volumentei ;n

Cyclohexanon

3 g 1,4-Dihydroxybenzen

6,5 g eines hochviskosen Silikonöls mit hohem Polymerisationsgrad

4,3 g Alkylbenzen

Die Dispersion wird gefiltert und auf eine Unterlage aus PETP aufgetragen, in einem Magnetfeld wird das Pigment in eine Vorzugsrichtung orientiert, dann kalandriort und getrocknet. Die Dicke der Magnetschicht beträgt danach 4,5pm. Die beschichtete Magnetbahn wird auf eine Bandbreite von 3,81 mm geschnitten.

Vergleichsbeispiel

In einer Rührwerkskugelmühle werden folgende Stoffe dispergiert:

1000 g Y-Eisenoxid

100 g Acetylenruß

2940 g 1,2-Dichlorethan

35 g Phosphorsäureester nach Formel (4)

13 g Alkylphenolpolyglykolether nach Formel (5)

115 g Mischpolymerisat aus Vinylacetat, Vinylalkohol und Vinylformal

1420 g 15gew.-%ige Lösung eines Polyesterurethans in 1,2-Dichlorethan

15g Ölsäure

Die Dispersion wird gefiltert und auf eine Unterlage aus PETP aufgetragen, in einem Magnetfeld wird das Pigment in eine Vorzugsrichtung orientiert, dann kalandriert und getrocknet.

Die Dicke der Magnetschicht beträgt danach 6pm. Die beschichtete Magnelbahn wird auf eine Bandbreite von 12,7 mm geschnitten.

In Abhängigkeit vom eingesetzten Polyesterurethan und zur Verbesserung der Hydrolyse- und Klimabeständigkeit der Magnetschicht kann der Dispersion von ihrem Antrag auf die Polyesterunterlage ein Polyisocyanat zugesetzt werden.

In der nachfolgenden Tabelle werden die Eigenschaften eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsträgers I, eines magnetischen Aufzeichnungsträgers II, der anstelle des erfindungsgemäßen binären Netzmittelgemisches nach Formel (4) und

(5) im Veigleichsbeispiel ein Gemisch anionenaktiver phosphorhaltiger Dispergierhilfsmittel gemäß WP 25 '602 enthält und eines magnetischen Aufzeichnungsträgers III, dem ein Netzmittelgemisch anionenaktiver Phosphorsäureester mit unterschiedlichen Substituenten nach WP 269035 zum Vergleichsbeispiel anstelle des erfindungsgemäßen Tensidgemisches anionenaktiv und nichtionogen wirkender Dispergierhilfsmittel zugesetzt wurde, verglichen.

Der erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsträger I zeichnet sich durch einen hohen Dispergiergrad der Pigmente Y-Fe₂Oa und Ruß in der Dispersion aus.

Tabelle

Kennwerte	I	Il	III
Packungsdichte (%)	36,7	45,8	42,1
\|<J>Rs/T<i>S	0,67	0,90	0,84
SFD Schaltfeldstärkenverteilung	0,68	0,40	0,57
Rs (Ω)	10¹²	8-10⁹	0,6-10"
D₀₁JdB)	2,4	4,6	3,4
Pegelabfall nach 100 000	2,3	7,8	6,6
Kopfpassagen in %
Abrieb am Magnetkopf	wenig	sehr viel	mäßig
	trocken	schmierig	schmierig
	braun	schwarz	schwarz
Oberflächenwiderstand	6-10⁷	9-10"	4-10¹⁰
(Ω)

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von magnetischem Aufzeichnungsmaterial aus einer Dispersion von feinteiligem magnetisch anisotropem Material in einer Lösung aus organischem Lösungsmittel, Polymerbindemittel und üblichen Zusatzstoffen, wie Gleitmittel, Dispergierhilfsmittel und Antistatika, schichtförmigem Auftragen der Dispersion auf eine nichtmagnetisierbare Unterlage, Ausrichtung der magnetisierbaren Pigmentteilchen durch ein Magnetfeld und Entzug des Lösungsmittels aus der Schicht, gekennzeichnet dadurch, daß für das Dispergieren des magnetischen Pigments als Dispergierhilfsmittel ein binäres Gemisch eines

A: Phosphorsäureesters der Formel

H₁ - O_x

A'⁰ <»

^R2-° on

mit R₁ = Alkylphenolethoxyradikal der Formel

CH₃- (CH₂)_m -ζ}- 0 -4CH₂-OH₂- 0>_{n (2)}

m = 4 bis 21
η =3 bis 20

und R₂ = R₁ (Diester) oder H (Monoester) und
B: eines Alkylphenolpolyglykolethers der Formel

CH₂-CH₂- 0 ^_n H (3)

R = C5 H₁! bis C22 H45
η = 3 bis 20
eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das binäre Gemisch A und B im Verhältnis 9:0,45 bis 1:1 zur Anwendung kommt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch der Dispergierhilfsmittel A und B in einer Gesamtmenge von 0,5 bis 5,5 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Pigment in der Magnetbandrezeptur, eingesetzt wird.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von magnetischem Aufzeichnungsmaterial durch Dispergieren von feinteiligem magnetisch anisotropem Material und üblichen Zusatzstoffen in einer Polymerbindemittellösung, schichtförmigem Auftragen der Dispersion auf eine nichtmagnetische und nichtmagnetisierbare Unterlaye, Ausrichten der magnetisierbaren Partikel mit Hilfe eines Magnetfeldes, Entzug der Lösungsmittel aus der aufgetragenen Schicht und einer geeigneten Oberflächenbehandlung der Magnetschicht.

Magnetische Aufzeichnungsträger sind zur Aufnahme und Wiedergabe von Ton, Bild und Daten in Anwendung. Die ständig steigenden Anforderungen, welche an diese Aufzeichnungsträger gestellt werden, machen weitere Verbesserungen in magnetischer und elektroakustischer Hinsicht nötig. So erfordert die Entwicklung in Richtung höherer Aufzeichnungsdichten die Herstellung immer dünnerer Magnetschichten. Aus diesem Grunde muß sowohl die Packungsdichte des magnetischen Materials in der Magnetschicht, die remanente Magnetisierung in Aufzeichnungsrichtung, die gleichmäßige Verteilung des magnetischen Materials in der Schicht sowie die Oberflächenglätte und die Gleichmäßigkeit der Schicht in hohem Maße