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Schichtmagnetogrammträger Die vorliegende Erfindung betrifft Schichtmagnetogrammträger,
und insbesondere eine Magnetschichtzusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung
von Magnetaufzeichnungsmedien, die für Videoaufzeichnungen oder in Rechenmaschinen
brauchbar sind.
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Bei einem Magnetvideobandaufzeichnungsgerät (VTR) ist die Relativgeschwindigkeit
zwischen dem Magnetmedium und dem Magnetkopf extrem hoch und beträgt z. B. etwa
38 m/Sek., was zur Folge hat, daß Abrieb und Lebensdauer des Bandes und der Abrieb
des Magnetkopfes Schwierigkeiten von großer Bedeutung darstellen.
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Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten wurden verschiedene Schmier-Magnetzusammensetzungen
für Aufzeichnungsmedien, wie Bänder, in letzter Zeit vorgeschlagen, eine völlig
zufriedenstellende Lösung wurde jedoch bis jetzt noch nicht gefunden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstschmierende Magnetzusammensetzung
zur Verwendung bei der Herstellung von Aufzeichnungsmedien, die einen hohen Grad
von Abriebfestigkeit und eine lange Lebensdauer aufweisen.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Zusammen Setzung zur Verwendung
bei der Herstellung von Magnetmedien für Video-Magnetbandaufzeichnungen, die hohe
Empfindlichkeit und ausgezeichnete Frequenzcharakteristik aufweisen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Fettsäureester oder Gemische
von Fettsäureestern als Schmiermittel in Mangetzusammensetzungen verwendet. Solche
Ester werden durch Umsetzung einer reinen monobasischen Fettsäure oder eines Gemisches
aus zwei oder mehr monobasischen Fettsäuren mit etwa 2 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen
und einem einwertigen aliphatischen Alkohol mit mehr als etwa 14 Kohlenstoffatomen
hergestellt. Vorzugsweise werden gesättigte Reaktionspartner verwendet, wenn jedoch
Ester aus Gemischen und insbesondere aus Gemischen von Fettsäuren hergestellt werden,
kann in den Gemischen ein Grad von Unsättigung bis zu einem Jodwert von 10 ohne
nennenswerte nachteilige Folgen toleriert werden.
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In der deutschen Auslegeschrift 1221282 wurde ein neues Schmiermittel
für eine Magnetaufzeichnungsmasse beschrieben, die aus monobasischen Fettsäuren
und niedrig- und/oder mittelkettigen einwertigen aliphatischen Alkoholen besteht.
Ester mit langkettigen Alkoholen, z. B. solchen, die mehr als 14 Kohlenstoff atome
enthalten, wurden wegen ihrer relativ hohen Schmelzpunkte nicht verwendet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung konnte dieses Problem nunmehr gelöst
werden. Das Schmiermittel wird mit einem pulverförmigen Magnetmaterial, wie y-Eisenoxyd
oder einer Eisen-Kobalt-Nickelmasse in einer Menge, die von etwa 0,5 bis 20 Teilen
Schmiermittel pro 100 Teile Magnetmaterial variieren kann, vermischt. Das Gemisch
enthält außerdem ein Klebbindemittel. Jedes der üblichen Bindemittel, die üblicherweise
bei der Herstellung von Aufzeichnungsmedien angewandt werden, kann verwendet werden
und im allgemeinen auch in denselben Proportionen. Beispielsweise können genannt
werden Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylester, wie Polybutylacrylat,
und Mischpolymerisate, die Vinylchlorid, Vinylacetat oder Butylacrylat enthalten,
sowie auch verschiedene Polyurethane. Auch Gemische von zwei oder mehr Bindemitteln
sind brauchbar.
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Beim Gebrauch wird die Zusammensetzung in einem flüssigen Träger unter
Bildung einer Dispersion aufgenommen, die auf eine nichtmagnetische Grundschicht,
z. B. auf ein Kunststoffband oder eine Filmfolie, aufgebracht wird. Durch Verdampfen
des flüssigen Trägers schlägt sich die Magnetzusammensetzung nieder, wobei die Magnetteilchen
und das im Bindemittel dispergierte Schmiermittel auf der nichtmagnetischen Unterlage
als eine dünne Schicht, z. B. bis zu einer Dicke von 10 Mikron, niedergeschlagen
wird, wobei ein Magnetaufzeichnungsmedium mit hoher Abriebfestigkeit und längerer
Lebensdauer erhalten wird.
Die erfindungsgemäßen Schmiermittel sind
Feststoffe mit einem Schmelzpunkt bis zu etwa 70°C. Üblicherweise werden bei Schmiermitteln
mit verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkten relativ größere Mengen zur Herstellung
der Magnetzusammensetzung verwendet. Bei höher schmelzenden Schmiermitteln, z. B.
einem Schmiermittel, das bei etwa 60°C schmilzt, werden vorzugsweise relativ geringere
Mengen, wie z. B. etwa 10 Teile Schmiermittel pro 100 Teile Pulver, verwendet.
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Wenn zuviel Schmiermittel verwendet wird, kann die Zusammensetzung
dazu neigen, von der nicht magnetischen Unterlage abzubröckeln. Mit relativ großen
Mengen Schmiermitteln tritt außerdem in den Fällen, wo die Aufzeichnungsmedien bei
tieferen Umgebungstemperaturen verwendet werden, das sogenannte »blooming-Phänomen«
auf, wodurch die Oberfläche der Magnetschicht rauh und uneben wird und das Magnetpulver
am Magnetkopf kleben bleibt, was eine niedrige Empfindlichkeit zur Folge hat. Wenn
zu wenig verwendet wird, gelangt man im wesentlichen zu denselben Ergebnissen, als
wenn überhaupt kein Schmiermittel verwendet worden wäre.
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Eine große Zahl von relativ flüchtigen flüssigen Trägern kann für
die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden. Es sind sowohl aliphatische
als auch aromatische Flüssigkeitengeeignet. Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und sauerstoffhaltige
aliphatische Flüssigkeiten, insbesondere Ketone, wie Methyläthylketon, sind geeignet.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel I 40 g Stearylbutyrat
(C.,H,COOQ,H37) werden mit 200g gepulvertem, nadelförmigem Magnet-,y-Eisenoxyd (y-Fe303)
und 60g Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisat gemischt. Das Gemisch wird in
250 g Methyläthylketon unter Bildung einer Dispersion aufgenommen, die auf eine
Polyesterfilmunterlage aufgebracht wird. Durch Verdampfen der Flüssigkeit entsteht
ein Magnetaufzeichnungsband oder eine -folie, wo die Magnetzusammensetzung auf die
Oberfläche der nichtmagnetischen Unterlage abgeschieden ist.
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Die nach diesem Beispiel hergestellten Bänder oder Folien werden mit
ähnlich hergestellten Standardbändern verglichen, indem wiederholt eire Teil eines
jeden Bandes bei ähnlichen Geschwindigkeiten mit einem Magnetkopf abgetastet wird,
um ein Bild zu erzeugen, wobei die Zeitintervalle gemessen werden, bis das Bild
bei jedem dieser Bänder schlechter zu werden beginnt. Es handelt sich dabei um einen
Standardtest (Testbilduntersuchung), der häufig angewendet wird, um die Qualität
von Magnetaufzeichnungsmedien zu prüfen. Bei Bändern, die bekannte Schmiermittel,
wie Silikonöl, Graphit, Molybändisulfit u. dgl., enthalten, wird im allgemeinen
innerhalb von 30 bis 60 Sekunden eine Verschlechterung beobachtet. Falls kein Schmiermittel
verwendet wird, kann man innerhalb weniger Sekunden eine Verschlechterung beobachten.
Bei den Bändern gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel wird 300 Sekunden oder sogar
noch länger keine merkliche Verschlechterung festgestellt. Darüber hinaus beträgt
die Abnutzung auf dem Medium selbst weniger als ein Zehntel des Betrags, der bei
bekannten Bändern beobachtet wird. Beispiel 1f Es wird eine Zusammensetzung, die
der des Beispiels I ähnlich ist, die jedoch nur 0,5 Gewichtsprozent Schmiermittel,
bezogen auf die Menge an Magnetpulver, enthält, zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsbandes
verwendet. Die Verschlechterungszeit, die nach der im Beispiel I beschriebenen Methode
gemessen wurde, beträgt etwa 150 Sekunden.
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Der Grund, warum ein Versuch mit 0,5% Schmiermittel als untere Grenze
beschrieben wurde, ist der, daß die Testbildungsuntersuchung dieses Bandes mit 0,5
°/o Schmiermittel, verglichen mit einem Band, das 0,1 oder 0,3 °/o oder auch überhaupt
keinen Zusatz enthält, zufriedenstellend ausfällt. Beispiel 111
In analoger
Weise wie im Beispiel I oder II wurde statt y-Fe203 ein. feinverteiltes Legierungspulver
Fe - Co r. Ni verwendet.
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Fe . . . . . . . . . . . . 30 bis 70 Gewichtsprozent Co . . . . .
. . . . . . . 40 bis 80 Gewichtsprozent Ni . . . . . . . . . . . . 0 bis 20 Gewichtsprozent
Die Testbilduntersuchung fällt fast genauso aus wie in den obigen Beispielen. Beispiel
IV Es wird ein Ester aus Stearylalkohol (C18) und einer Fettsäure, nämlich Stearinsäure
(C,8), hergestellt. Dieser Ester wird zur Herstellung einer Magnetmasse verwendet,
die 10 g Ester (5 °%), 50 g Bindemittel und 200 g einer gepulverten Magnetmischung
enthält, die 48 °/Q Eisen, 50 °/o Kobalt und 2 % Nickel enthält. Das Gemisch wird
in 250 g Toluol aufgenommen, und die Suspension wird auf eine Bandunterlage aufgebracht.
Die Flüssigkeit wird verdampft, und man erhält ein Magnetband, das praktisch die
gleichen vorteilhaften Eigenschaften aufweist wie die erfindungsgemäßen Magnetbänder
der vorhergehenden Beispiele.
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Der in diesem Beispiel verwendete Ester hat einen relativ hohen Schmelzpunkt
von etwa 59'C. Es werden daher vorzugsweise weniger als 10 °/o Ester verwendet,
wodurch das obenerwähnte »Ausblühphänomen«c (blooming phenomenon) vermieden werden
kann.
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Wegen des hohen Schmelzpunktes läßt sich der Ester nicht gut dispergieren,
weshalb häufig kein gleichmäßiges Gemisch mit einem Bindematerial erzielt werden
kann. Deshalb wird ein sogenannter Weichmacher, wie DOP (Dioctylphthalat), DOS (Dioctylcebacat)
u. dgl. in Mengen von etwa 2000/0, bezogen auf Schmiermittel (Ester) zugegeben.
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Beispiel V Unter Verwendung von Zusammensetzungen, die 20, 10 bzw.
4 g Stearyllaurat (C"Hz3COO(:18H"), 20O g y-Eisenoxyd und 40g Polyvinylchloridbinder
enthalten, werden Bänder hergestellt. Als flüssiger Träger wird für jede Masse 250
g Methyläthylketon verwendet. Die Verschlechterungszeiten betragen 15 Minuten bei
der Zusammensetzung, die 20 g Schmiermittel enthält, 20 Minuten bei derjenigen,
die 10 g Schmiermittel enthält, und 10 Minuten für diejenige, die 4 g enthält.
Der
Schmelzpunkt dieses Esters beträgt etwa 40°C. In diesem Falle werden auch mit Mengen
unter 100/0 gute Resultate erhalten.
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Außerdem wird zur guten Dispergierung der Weichmacher angewandt.
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Beispiel VI In der Zusammensetzung des Beispiels V werden 50 °/o des
Stearyllaurats durch Stearylbuttersäureester ersetzt.
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Es werden ähnliche Ergebnisse wie bei der Magnetzusammensetzung des
Beispiels V erhalten. Beispiel VII Als Schmiermittel wird Tetradecylcaprylsäureester
verwendet, dessen Schmelzpunkt ungefähr 12°C beträgt.
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Dieser Ester wird mit Polyurethanharzbindemittel vermischt.
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Es ist festzustellen, daß erfindungsgemäß das Schmiermittel (langkettiger
Alkohol-Fettsäureester) mit folgenden Substanzen vermischt wird: einem Thermoplastsystemharz,
wie Polyvinylchlorid-Polyvinylacetat-Mischpolymerisat, Polyvinylacetat, Polyacrylester,
Polyvinylchlorid u. dgl., oder einem in der Wärme aushärtenden duroplastischen Kunstharzbindemittel,
wie Polyurethan, Epoxydharz u. dgl.
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Es ist besonders vorteilhaft, die Kombination des Schmiermittels mit
höherem Schmelzpunkt mit thermoplastischem Kunstharz zu verwenden.
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Es ist offensichtlich, daß viele Modifikationen und Variationen in
den Ausführungsformen angewandt werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.