DE1278513B

DE1278513B - Magnetisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE1278513B
Application number: DEA56631A
Authority: DE
Inventors: Dr Johann Heinrich Bisschops; Romain Henri Bollen; Willy Karel Van Landeghem
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1966-08-30
Filing date: 1967-08-26
Publication date: 1968-09-26
Also published as: US3525694A; BE703148A; NL6711851A; GB1153316A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Gilb

Deutsche Kl.: 21 al-37/30

Nummer: 1278 513

Aktenzeichen: P 12 78 513.6-53 (A 56631)

Anmeldetag: 26. August 1967

Auslegetag: 26. September 1968

Die Erfindung betrifft ein verbessertes magnetisches Aufzeichnungsmaterial, insbesondere ein Aufzeichnungsmaterial mit verbesserter Abriebfestigkeit.

Magnetische Aufzeichnungsmaterialien, die aus einem nichtmagnetischen Schichtträger, ζ. B. in Form eines Bandes und einer darauf haftenden Schicht bestehen, die magnetische Teilchen in einem nichtmagnetischen Bindemittel dispergiert enthält, sind allgemein bekannt. Wenn solche Aufzeichnungsmaterialien in schnellaufenden Geräten verarbeitet werden, wie sie beispielsweise in der Datenverarbeitung oder der Videotechnik gebräuchlich sind, dann werden die Aufzeichnungsmaterialien starken Reibungskräften ausgesetzt. Die Aufzeichnungsschicht wird dabei aufgerauht, und es entstehen sogenannte »drop ins« oder »drop outs«.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, für die Herstellung der Magnetschichten Bindemittel zu verwenr den, die eine relativ große Abriebfestigkeit gewährleisten, wie z. B. gehärtete Polyurethanharze. Eine weitere Möglichkeit, die Abriebfestigkeit zu verbessern, besteht darin, Gleitmittel in die Aufzeichnungsschicht einzubauen.

Als Gleitmittel für diesen Zweck sind beispielsweise Fettsäureester vorgeschlagen worden (britische Patentschrift 1009774). Diese Materialien haben jedoch den Nachteil, daß sie — in wirksamen Mengen angewandt — entweder die magnetische Aufzeichnungsschicht weich machen und damit ihre Kratzempfindlichkeit erhöhen, und/oder dazu neigen aus der Aufzeichnungsschicht auszuschwitzen, also eine unerwünschte Klebrigkeit der Schicht zu verursachen, die sich einerseits beim Auf- oder Abwickeln der Aufzeichnungsbänder störend bemerkbar macht und andererseits das Verstauben der Aufzeichnungsschichten unterstützt. Es hat sich außerdem gezeigt, daß sich das Gleitmittel an den Stellen der Aufzeichnungsschicht, die den Reibungskräften am meisten ausgesetzt sind, anreichert, wodurch sich der Reibungskoeffizient des Aufzeichnungsbandes an diesen Stellen stark verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit einer verbesserten Abriebfestigkeit zu entwickeln, dessen Schicht ein Gleitmittel enthält, dem die obengenannten Nachteile nicht anhaften.

Es wurde nun ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial gefunden, das eine durch Druck nicht übertragbare Schicht aufweist, die ein pulverförmiges magnetisches Material in einem Bindemittel dispergiert sowie ein Gleitmittel enthält, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß dieses Gleitmittel Vaselin ist.

Magnetisches Aufzeichnungsmaterial

Anmelder:

Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft,

5090 Leverkusen

Als Erfinder benannt:
Dr. Johann Heinrich Bisschops, Berchem;
Willy Karel van Landeghem, Sint-Gillis-Waas;
Romain Henri Bollen, Hove (Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 30. August 1966 (38 553)

Vaselin ist ein gereinigtes Gemisch halbfester Kohlenwasserstoffe aus der oberhalb 280⁰C siedenden Petroleumfraktion, das in Benzol löslich ist. Normales Vaselin löst sich auch teilweise in absolutem Alkohol, Diäthyläther und Chloroform. Es besteht zur Hauptsache aus Kohlenwasserstoffen mit 20 bis 22 C-Atomen und Schmelzpunkten von 38 bis 55° C. Für die Anwendung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vaseline bevorzugt, die im Bereich von 34 bis 54° C schmilzt.

Das interessanteste Ergebnis der erfindungsgemäßen Anwendung der Vaseline in magnetischen Aufzeichnungsschichten ist die überraschend große Abriebfestigkeit der Schichten, sowie die geringe Tendenz der Verbindungen aus der Schicht auszuschwitzen. Die hier beschriebenen Gleitmittel eignen sich deshalb besonders für Computer- und Video-Aufzeichnungsbänder.

Die Vaseline wird zweckmäßigerweise mit einem Bindemittel kombiniert, in dem sie dispergiert und vorzugsweise gelöst werden kann (feste Lösung). Als Bindemittel sind solche geeignet, die die magnetische Schicht möglichst unlösbar an den Schichtträger binden. Ungeeignete Bindemittel für das hier beschriebene Material sind deshalb beispielsweise Wachse oder wachsähnliche Stoffe.

Durch Druck übertragbare magnetische Pigmentschichten, die ähnliche Paraffinkohlenwasserstoffe enthalten, werden in den britischen Patentschriften 683 505, 1007 278 beschrieben.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial enthält im allgemeinen 0,2 bis 5 Gewichtsprozent und

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vorzugsweise 0,5 bis 2 Gewichtsprozent Vaseline, bezogen auf die magnetischen Teilchen. Die Vaseline kann in dem verwendeten Bindemittel dispergiert oder gelöst vorliegen. Es ist zweckmäßig, die Vaselinfraktionen zu verwenden, die bei Raumtemperatur (20° C) oder bei der für die Beschichtung angewandten Temperatur in dem Lösungsmittel für das Bindemittel löslich sind. Als Beispiele für solche Lösungsmittel seien genannt: chlorierte Kohlenwasserstoffe, Als magnetische Teilchen können in dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial alle für diesen Zweck üblichen Substanzen verwendet werden, z. B. magnetische Eisenoxidteilchen, Magnetite und Mischferrite sowie Chromdioxid und ferromagnetische Metallteilchen und Legierungen. Bevorzugt werden Teilchen vom oxidischen Typ in gestreckter oder Nadelform, z. B. nadeiförmiges ^-Fe₂O₃. Solche Teilchen sind vorzugsweise 0,2 bis 2 μ lang und 0,02 bis

wie Dichloräthan, Ketone wie Methyläthylketon und io 0,6 μ dick.

Äther wie Tetrahydrofuran. Die obengenannten Als Schichtträger können sowohl flexible als auch

Mengenverhältnisse gelten auch für diese Vaselin- starre Materialien verwendet werden, wobei der

fraktionen. Es ist ein Vorteil solcher Fraktionen, daß Schichtträger jede geeignete geometrische Form, wie

sich aus ihnen besonders leicht eine feste homogene z. B. Platte, Trommel oder Band, haben und aus

Mischung mit geeigneten Bindemitteln herstellen läßt. 15 einem geeigneten Material wie Glas, Plastik oder

Im Vergleich zu den erfindungsgemäß verwandten Vaselinen haben Paraffinöle oder Paraffinwachse entscheidende Nachteile. So ist Paraffinöl bei Raumtemperatur flüssig, hat einen Siedepunkt um 300° C Metall bestehen kann. Bevorzugt wird als Schichtträger ein Film aus orientiertem Polyäthylenterephthalat.

Andere geeignete Schichtträger sind Papier, Cellu-

und* neigt dazu, "aus der Aufzeichnungsschicht aus- 20 losetriacetat und orientiertes Polyvinylchlorid. Die zuschwitzen. Falls es in einer Aufzeichnungsschicht Dicke des Schichtträgers wird zweckmäßigerweise verwendet wird, deren Bindemittel bei erhöhter Tem- auf den Verwendungszweck des Aufzeichnungsmateperatur gehärtet werden soll, kann das Paraffinöl rials abgestimmt. Für ein Aufzeichnungsband verwährend des Härtungsvorganges verdampfen. Paraf- wendet man üblicherweise Schichtträger in einer finwachs dagegen 'ist- bei Raumtemperatur eine 25 Dicke von 0,01 bis 0,06 mm und beliebiger Breite, brüchige feste Masse und im allgemeinen mit den ge- ζ. B. 6 bis 50 mm.

Die im folgenden verwendeten Mengenangaben bedeuten Gewichtsteile.

eigneten Bindemitteln schlecht verträglich. Die Folge ist eine inhomogene Verteilung des Wachses in der Aufzeichnungsschicht und damit eine unzulängliche Wirksamkeit als Gleitmittel.

Üblicherweise wird" man das Gleitmittel der Aufzeichnungsschicht einverleiben. Es ist jedoch auch möglich, das Gleitmittel in einer Überschicht, zweckmäßigerweise in einem geeigneten Bindemittel gelöst, unterzubringen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Gleitmittel beispielsweise in einer Kugelmühle mit dem pulverförmigen magnetischen Material, einem Dispergiermittel und dem Bindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel vermischt. Bevor dieses Material auf einen Schichtträger aufgetragen wird, entfernt man die gröberen Teilchen und entlüftet die Mischung.

Für die Herstellung der Schichten geeignete Lösungsmittel sind z. B. relativ flüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe oder chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie etwa 1,2-Dichloräthan. Als Beispiele für geeignete Bindemittel seien genannt Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Acrylnitril, Polyvinylacetat, Polyacrylsäureester, wie etwa Polybutylacrylat, Mischpolymerisate aus Vinylalkohol und Vinylacetat, Vinylbutyral, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, verschiedene Klassen von Polyurethanen und mit Isocyanat modifizierten Polyestern oder Polyesteramiden, z. B. die Bindemittel wie sie in den britischen Patentschriften 991676, 1058 425, 1058 426, 982 665, 1006140 beschrieben sind.

Die Magnetschicht enthält vorzugsweise 65 bis 85 Gewichtsprozent pulverförmiger magnetischer Teilchen. Das Bindemittel hat abhängig von der beabsichtigten Verwendung einen mehr oder weniger flexiblen Charakter.

Elastomere, die sich bis zu einem gewissen Grad härten lassen, werden für die Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmaterials bevorzugt. Eine Härrung bringt Vorteile für die Abriebfestigkeit der Schicht, während durch Kalandrieren Glätte und Dichte des Materials verbessert werden können.

Beispiel 1

Eine Mischung der folgenden Zusammensetzung wird 48 Stunden in einer Kugelmühle verarbeitet:

100 Teile nadeiförmiges y-Fe₂O₃, 4 Teile eines Dispergiermittels, hergestellt gemäß Beispiel 1 der britischen Patentschrift 1058 426,

12,5 Teile eines teilweise hydrolisierten Mischpolymerisates aus Vinylchlorid und Vinylacetat, enthaltend 2,3 °/o freier Hydroxylgruppen und 3% Vinylacetatgruppen,

2 g eines zwischen 35 und 45° C schmelzenden Vaselins mit einer Viskosität von 45 cP bei 50° C, 200 g 1,2-Dichloräthan.

Die Mischung wird mit folgenden Produkten versetzt:

10,5 Teile Polyesteramid, modifiziert mit einem Polyisocyanat, entstanden aus der Reaktion von 4 Teilen Hexamethylendiisocyanat mit 100 Teilen eines Polyesteramide, das wiederum durch Kondensation von 7,5 Mol Äthylenglykol, 9 Mol Adipinsäure und 1,5 Mol Äthanolamin hergestellt worden ist,

125 Teile 1,2-Dichloräthan.

Diese Mischung wird 24 Stunden vermählen. Danach gibt man ein Gemisch von 6 Teilen einer 75°/oigen Lösung des Reaktionsprodukts von 1 Mol von 1,3,6-Hexantriol und 3 Mol Hexamethylendiisocyanat in 1,2-Dichloräthan zu.

Die so hergestellte Mischung trägt man auf eine Polyäthylentherephthalat-Unterlage auf, trocknet und härtet sie bei 12O⁰C. Die Dicke der fertigen Aufzeichnungsschicht ist 10 μ.

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Das Band wird hinsichtlich seiner Abriebfestigkeit in einem modernen Prüfgerät geprüft. Das Gerät wird dabei so eingerichtet, daß eine kurze Bandlänge automatisch geprüft werden kann (2 m im vorliegenden Fall). Ein Arbeitszyklus besteht aus Aufzeichnung, Wiedergabe und Rückwickelung und soll hier als ein »Durchgang« bezeichnet werden. Die Zahl der Durchgänge bis zu einem »drop out« (50% Abnahme des Wiedergabepegels bei einer Bit-Dichte von 800 Bits pro Zoll) wird hier als Maß für die Abriebfestigkeit verwendet.

Das hier beschriebene Band übersteht mehr als 150 000 Durchgänge ohne drop out.

Beispiel 2

Die Abriebfestigkeit eines entsprechend Beispiel 1 hergestellten Bandes wird in einem »slant track«- Video-Recorder geprüft. In diesem Gerät wird das Band über eine Längsspur abgetastet, wobei der Aufzeichnungskopf 50 Umdrehungen in der Sekunde ao macht. Den Verschleiß des Bandes kontrolliert man dabei durch Reproduktion eines sogenannten »Standbildes«, das bei der wiederholten Reproduktion der in einer Längsspur aufgezeichneten Information entsteht. Es dauert unter diesen Bedingungen meist nicht länger als 15 bis 20 Sekunden, bis das Fernsehbild verschwindet. Im Gegensatz dazu liefert das erfindungsgemäße Aufzeichnungsband eine »Standbild«-Reproduktion über 1 Stunde, ohne daß irgendeine Qualitätseinbuße zu beobachten wäre.

Beispiel 3

Beispiel 1 wird wiederholt mit dem Unterschied, daß man an Stelle des 7-Fe₂O₃ für die Herstellung der Aufzeichnungsschicht eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung (45:5:50) mit einer mittleren Korngröße von 30 μ verwendet.

Ein Band dieser Art übersteht mehr als 150 000 Durchgänge.

40 einem Bindemittel dispergiert sowie ein Gleitmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel Vaselin ist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Vaselin mit einem Schmelzpunkt zwischen 34 und 54° C enthält.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht 0,2 bis 5 Gewichtsprozent Vaselin, bezogen auf die magnetischen Teilchen, enthält.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht das Gleitmittel zusammen mit Teilchen aus magnetischem Metalloxid, Metall, einer Legierung oder eines Ferrits enthält.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht als magnetische Teilchen 7-Fe₂O₃, CrO₂ oder eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung (45 :5 : 50) enthält.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht einen Isocyanatmodifizierten Polyester oder ein Polyesteramid enthält.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf einem flexiblen Träger haftet und beide zusammen ein hochbelastbares Band darstellen.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vaselin oder die Vaselinfraktion in dem Lösungsmittel oder dem Lösungsmittelgemisch, das zur Herstellung der Schicht verwendet wird, löslich ist.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vaselinfraktion bei Raumtemperatur in 1,2-Dichloräthan löslich ist.

Claims

Patentansprüche:

In Betracht gezogene Druckschriften: 1. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit Britische Patentschriften Nr. 683 505, 1007 278,

einer durch Druck nicht übertragbaren Schicht, 45 1009 774, 991876, 1058425,1058 426, 852 665, die ein pulverförmiges magnetisches Material in 1006140.