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Verfahren zum Herstellen von Magnetogrammträgern Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen schichtförmiger Magnetogrammträger aus einer oder mehreren
magnetisierbaren Schichten pulverförmiger magnetisierbarer Stoffe und Bindemitteln
für die Bild-, Impuls- und Schallaufzeichnung.
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Es ist bekannt, Magnetogrammträger herzustellen, indem man einen Träger,
z. B. eine Folie oder einen Faden aus Kunststoff oder Metall, mit einer Dispersion
eines magnetisierbaren Stoffes beschichtet, bei der als Bindemittel filmbildende
Stoffe, wie Celluloseäther, Celluloseester, Polyvinylchlorid, Polyester, Polyurethane,
Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polybutadien, Polyacrylnitril, Polystyrol,
in Lösungsmitteln lösliche Polyamide, Polyesteramide, Umsetzungsprodukte aus Epoxydharzen
und aminogruppenhaltigen Substanzen verwendet werden. Derartige Bindemittel entsprechen
nicht immer den technischen Anforderungen, wie hohe Abriebfestigkeit, mechanische
und chemische Widerstandsfestigkeit, Temperaturbeständigkeit, Verträglichkeit mit
dem magnetisierbaren Stoff oder Dimensionsbeständigkeit. Häufig schrumpfen derartige
Bindemittel beim Entfernen des Lösungsmittels.
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Es ist auch bekannt, als Bindemittel polymerisierbare Stoffe, wie
Gemische aus Polyisocyanaten und Hydroxylgruppen enthaltenden Polyestern oder Polyäthern,
zu verwenden. Derartige Bindemittel liefern zwar Magnetogrammträger mit verbesserten
mechanischen Eigenschaften, sie haben jedoch den Nachteil begrenzter Verarbeitungszeit,
da sie schon in der Dispersion (aus dem magnetisierbaren Stoff und dem Bindemittel)
vernetzen.
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Es wurde nun gefunden, daß man Magnetogrammträger mit besonders vorteilhaften
Eigenschaften für die magnetischen Bild-, Impuls- und Schallaufzeichnungen durch
Aufbringen ferromagnetischer Substanzen auf einen Träger unter Verwendung eines
Bindemittels herstellen kann, indem man als Bindemittel ein Gemisch aus in organischen
Lösungsmitteln löslichen Polyamiden und Umsetzungsprodukten aus phenolische Hydroxylgruppen
enthaltenden aromatischen Verbindungen, insbesondere verätherten Harzen, und Formaldehyd
verwendet.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Magnetogrammträger übertreffen hinsichtlich
ihrer Abriebfestigkeit und Dimensionsbeständigkeit solche Magnetogrammträger, zu
deren Herstellung nur lösliche Polyamide als Bindemittel verwendet wurden. Ebenso
ist ihr Schubmodul wesentlich höher.
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Zur Herstellung der erfindungsgemäß im Gemisch mit Polyamiden verwendeten
Umsetzungsprodukte (Phenolharze) können übliche Zusätze, wie Carbonsäuren, Dicarbonsäuren,
aliphatische Alkohole, pflanzliche, tierische und synthetische Öle oder Alkydharze
mitverwendet werden. Die Zusätze an Phenolharz sollen, bezogen auf Polyamid, 1 bis
40 Gewichtsprozent, vorzugsweise 7,5 bis 25 Gewichtsprozent, betragen.
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Mischpolyamide sind z. B. solche, die aus zwei und mehr Lactamen sowohl
nach der herkömmlichen Kondensation als auch dem Verfahren der aasionischen bzw.
aktivierten aasionischen Lactampolymerisation hergestellt sind. Derartige Lactame
sind z. B. Caprolactam, Önanthlactam, Capryllactam, Caprinlactam und Laurinlactam
bzw. entsprechende C-substituierte Lactame, wie C-Methyl-a-caprolactam, C-Äthyla-caprolactam,
y-Äthyl-y-önanthlactam usw. An Stelle der Lactame können die entsprechenden Aminocarbonsäuren
verwendet werden, z. B. o)-Aminocapronsäure, co-Aminoönanthsäure oder co-Aminoundecansäure.
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Ebenso eignen sich Mischkondensationsprodukte aus Dicarbonsäuren und
Diaminen, die aus mindestens drei verschiedenen Komponenten aufgebaut sind. Solche
Dicarbonsäuren sind z. B. Adipinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure
sowie entsprechende Substitutionsprodukte, wie x,x-Diäthyladipinsäure, cc-Äthylkorksäure,
außerdem aliphatische bzw. aromatische Ringsysteme enthaltende Dicarbonsäuren. Geeignete
Diamine sind Pentamethylendiamin, Hexamethylendiamin, Heptamethylendiamin, Octamethylendiamin
usw. sowie deren C-und
N-Substitutionsprodukte, wie N-Methyl-,
N-Äthylhexamethylendiamin, 1,6-Diamino-3-methylhexan; cycloaliphatische und aromatische
Diamine, wie m-Phenylendiamin, m-Xylylendiamin, 4,4'-Diaminodiphenylmethan usw.
Die Brückenglieder können zwischen den beiden Aminogruppen bzw. Carbonsäuregruppen
durch Heteroatome unterbrochen sein.
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Von diesen Mischpolyamiden eignen sich für den erfindungsgemäßen Zweck
in bevorzugtem Maße solche, die durch Mischkondensation von einem oder mehreren
Lactamen einerseits und Gemischen aus mindestens einer Dicarbonsäure und einem Diamin
andererseits hergestellt sind. Ein solches lösliches Mischpolyamid ist z. B. ein
Mischkondensat aus Caprolactam und adipinsaurem Hexamethylendiamin im Verhältnis
60 : 40, das sich z. B. in Methanol-Wasser (im Verhältnis 9 : 1 bis 8 : 2) in der
Wärme löst.
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Besonders eignen sich Mischpolyamide, die p,p'-Diaminodicyclohexylmethan
und/oder Diamine bzw. Dicarbonsäuren mit höheren aliphatischen Kohlenwasserstoffresten
als Seitenketten enthalten. Darunter sind Substanzen der allgemeinen Formel
zu verstehen, wobei Z = -CH,-NH2 bzw. -COOH und R einen Alkylrest mit mindestens
2 und insbesondere einen solchen mit 5 bis 15 C-Atomen darstellt. R2 bedeutet Wasserstoff
oder einen Alkylrest mit mindestens 2 C-Atomen. Solche Substanzen sind a,cx-Diäthyladipinsäure,
x-Äthylkorksäure und insbesondere üo,co-Octan- bzw. -Nonandicarbonsäure bzw. deren
Gemische, die als Substituenten höhere aliphatische Kohlenwasserstoffreste mit 8
Kohlenstoffatomen in fortlaufender Kette enthalten bzw. die daraus über die Dinitrile
hergestellten Diamine.
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Als Beispiele dieser vorzugsweise geeigneten Mischpolyamide seinen
genannt: Ein Polyamid aus 20 Teilen Capryllactam und 80 Teilen eines äquivalenten
Gemisches von p,p'-Diaminodicyclohexylmethan mit einem z. B. nach der Patentanmeldung
B 39312IVb / 12 o erhältlichen Dicarbonsäuregemisch aus 1-Octylnonandicarbonsäure
und 1-Nonyloctandicarbonsäure, im folgenden Heptadecandicarbonsäure genannt. Das
Produkt löst sich z. B. in Äthanol, n-Propanol oder n-Butanol.
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Ein Polyamid aus 20 Teilen Laurinlactam und 80 Teilen p,p'-Diaminodicyclohexylmethan-Heptandecandicarbonsäure.
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Ein Polyamid aus 20 Teilen Caprolactam, 20 Teilen Capryllactam, 20
Teilen Adipinsäure-Hexamethylendiamin, 40 Teilen Heptadecandicarbonsäure-p,p'-Diaminodicyclohexylmethan.
Es löst sich sehr leicht in n-Butanol und Isobutanol.
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Ein Polyamid aus 30 Teilen Caprolactam, 35 Teilen Adipinsäure-Hexamethylendiamin
und 35 Teilen Adipinsäure-p,p'-Diaminodicyclohexylmethan, das bereits bei Raumtemperatur,
z. B. in Methanol-Wasser 9:1 bis 8 :2 oder Methanol-Benzol-Wasser 7:2:1 bzw. Methanol-Tetrachlorkohlenstoff-Wasser
7 : 2 : 1 Lösungen bildet, die längere Zeit stabil sind. Als Lösungsmittel eignen
sich die für Polyamide und die erfindungsgemäß verwendeten Phenolharze bekannten
Lösungsmittel bzw. ihre Gemische mit Quellmitteln und Nichtlösungsmitteln, z. B.
aliphatische Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol,
Isobutanol; araliphatische Alkohole, wie Benzylalkohol oder Gemische davon mit Wasser,
aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen, Estern, Ketonen, Glykoläthern,
Äthernitrilen, die aus zwei oder drei der genannten Verbindungen bestehen können,
z. B. Alkohole mit Wasser, Aromaten, Wasser und Alkohole, wie Benzol-Methanol-Wasser.
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Die Art des verwendeten Lösungsmittels oder des Lösungsmittelgemisches
hängt jeweils von der Art des erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisats und
des Phenolharzes ab; sie ist jedoch durch einen Handversuch leicht festzustellen.
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Zu diesen für die Magnetogrammträgerherstellung erfindungsgemäß besonders
geeigneten Mischungen aus Bindemitteln und ferromagnetischen Pigmenten kann man,
falls gewünscht, weitere Substanzen zusetzen. So eignen sich z. B. Amidgruppen enthaltende
Verbindungen, an deren Amidgruppen cyclische Äthylenderivate addiert sind, z. B.
Athylenoxyd oder Propylenoxyd. Solche Amidgruppen enthaltende Verbindungen sind
bevorzugt Polyamide. Analoges gilt für die Additionsprodukte von Äthylenoxyd, Propylenoxyd
usw., Carboxylgruppen enthaltende Substanzen, wie Carbonsäuren, wie Di- und Polycarbonsäuren
sowie Carboxylgruppen enthaltende Polymerisate. Ebenso eignen sich derartige Additionsprodukte
an Hydroxylgruppen enthaltenden Substanzen, wobei die Hydroxylgruppe sowohl alkoholischer
als auch phenolischer Natur sein kann. Was hier für diese Derivate des Äthylenoxyds
und Propylenoxyds gesagt wird, gilt entsprechend für analoge Umsetzungsprodukte
des Äthylenimins und seiner Derivate.
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Weitere Zusätze für spezielle Zwecke sind z. B. Graphit, Leitfähigkeitsruße
und die üblicherweise zur Verteilung von Pigmenten in organischen Lösungsmitteln
enthaltenen Bindemittelsysteme verwendeten Dispergier- und Schwebemittel, außerdem
Substanzen antistatischer Wirkung oder Produkte, die den Reibungskoeffizienten erniedrigen.
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Die Dispersion, die den magnetisierbaren Stoff und die erfindungsgemäß
verwendeten gelösten Polyamide und die Phenolharze enthält, wird in bekannter Weise
hergestellt, indem man das ferromagnetische Material mit Lösungs- und Bindemitteln
homogenisiert, z. B. in einer Kugelmühle.
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Das Verhältnis ferromagnetischer Stoff-Bindemittel ist innerhalb weiter
Grenzen, etwa zwischen 2 : 1 und 5 : 1, bevorzuge zwischen 3 : 1 und 4 : 1, varüerbar.
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Geeignete ferromagnetische Stoffe sind z. B. Magnetit, nadelförmiges
Eisenoxyd (y-Fez03) oder metallische Stoffe, wie Eisenpulver.
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Geeignete Träger für die magnetisierbare Schicht sind beispielsweise
Polyesterfolien, Polyvinylchlorid oder Cellulosetriacetat.
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Die magnetisierbare Schicht wird auf den Träger nach bekannten Verfahren
aufgebraucht. So kann man die ferromagnetische Schicht beispielsweise durch Auftragen
mit Hilfe von Walzen oder Gießen der Dispersion mit der Trägerfolie verbinden.
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Die gute Verträglichkeit der erfindungsgemäß verwendeten Bindemittelmischung
mit dem magnetisierbaren
Material, beispielsweise mit nadelförmigem
Eisenoxyd, macht es möglich, die Eisenoxydteilchen gleichmäßig ohne Veränderung
ihrer magnetischen Eigenschaften zu verteilen.
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So hergestellte Magnetogrammträger eignen sich mit besonderem Vorteil
zur Herstellung von sogenannten Computerbändern, d. h. Magnetogrammträgern, wie
sie zur Datenverarbeitung in elektronischen Rechenmaschinen verwendet werden. Sie
eignen sich auch zur Herstellung von Magnetogrammträgern für andere Aufzeichnungsverfahren,
z. B. von Bild und Ton.
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Die in den Beispielen genannten Teile sind - sofern nicht anders angegeben
- Gewichtsteile. Beispiel 1 6 Teile nadelförmiges Eisenoxyd mit einer Teilchengröße
von 0,8 bis 1,0 p, und einer Koerzitivkraft von 300 0e werden mit einer Lösung von
1,84 Teilen eines Mischkondensationsproduktes von 800/, Heptadecandicarbonsäure-Diaminodicyclohexylmethan
und 20°/o Capryllactam mit einem K-Wert von 50 sowie 0,32 Teilen eines Umsetzungsproduktes
aus 1 Mol Phenol und 1,65 Mol Formaldehyd und 0,14 Teilen eines Polyesters aus 1
Mol Trimethylolpropan und 0,8 Mol Adipinsäure in 15 Teilen eines Gemisches von 90
Volumprozent Äthanol und 10 Volumprozent Benzol unter Zusatz von 0,1 Teil eines
Emulgatorgemisches aus Triäthanolaminmonoölsäureester und entsprechenden Di- und
Triestern in einer Kugelmühle homogenisiert. Die Dispersion wird auf eine 20 p,
starke Polyesterfolie (auf Basis Terephthalsäure und Äthylenglykol) unter Einwirkung
eines Magnetfeldes aufgetragen. Die Dicke der getrockneten Schicht beträgt 12 #L.
Der Eisenoxydgehalt liegt bei 1,55 g/em3. Die Schicht hat hervorragende Eigenschaften.
Der Schichtabrieb beträgt 0,68 #L, der Abschliff' der Magnetköpfe 0,067 mg. Bei
einer Bandgeschwindigkeit von 38 cm/sec wird nach DIN 45513 eine Empfindlichkeit
von -f-1,5 db und eine Klirrdämpfung von 41,0 db gemessen.
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Beispiel 2 1,2 Teile nadelförmiges Eisenoxyd mit einer Teilchengröße
von etwa 0,8 p. und einer Koerzitivkraft von 290 0e werden mit einer Lösung von
0,37 Teilen eines Mischkondensationsproduktes von 800/, Heptadecandicarbonsäure
- Diaminodicyclohexylmethan und 200/" Laurinlactam mit einem K-Wert von 42 sowie
65 Teilen des Phenolharzes gemäß Beispiel 1 und 25 Teilen des dort auch beschriebenen
Polyesters in 3,1 Teilen eines Lösungsmittelgemisches aus 80 Volumprozent Butanol
und 20 Volumprozent Benzol mit Hilfe der Kugelmühle zu einer Dispersion verarbeitet.
Sie wird unter Einwirkung eines Magnetfeldes auf eine 20 #t starke Polyesterfolie
auf Basis Terephthalsäure-Äthylenglykol aufgetragen. Die Dicke der getrockneten
Schicht beträgt 12 #t; die Dichte an Eisenoxyd 1,5 g/cm3. Der Abrieb der Schicht
liegt bei 0,61 p. und der Abschliff der Magnetköpfe 0,067 mg. Nach DIN 45513 wird
bei einer Bandgeschwindigkeit von 38 cm/sec eine Empfindlichkeit von +2,0 db und
eine Klirrdämpfung von 41,5 db gemessen.