DE1669602A1 - Magnetic recording material - Google Patents
Magnetic recording materialInfo
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Description
AGFA-GEVAERT AQ669602AGFA-GEVAERT AQ669602
LEVERKUSENLEVERKUSEN
ffs/Pi 29. Mai 1967ffs / Pi May 29, 1967
Die Erfindung betrifft ein verbessertes magnetisches Aufzeichnungsmaterial und insbesondere ein Aufzeichnungsmaterial mit verbesserter Abriebfestigkeit.The invention relates to an improved magnetic recording material and, more particularly, to a recording material comprising improved abrasion resistance.
Magnetische Aufzeichnungsmaterialien, die aus einem nicht magnetischen Schichtträger, z.B. in Form eines Bandes und einer daramf haftenden Schicht bestehen, welche magnetische Teilchen in einem nicht magnetischen Bindemittel disperglert enthält, sind allgemein bekannt. Wenn solche Aufzeichnungs-■ateriaiien in schnellaufenden Geräten verarbeitet werden, wlt »ic beispielsweise in der Datenverarbeitung oder der Videotechnik gebräuchlich sind» äami werden die Aufzeichnungematerlalien starken Reibungskraftan ausgesetzt. Die Aufzeichnungsschicht wird dabei aufgerauht und es entstehen "drop-oufes" oder Irop-lns";Magnetic recording materials composed of a non-magnetic support, for example in the form of a tape and an adherent layer which disperses magnetic particles in a non-magnetic binder contains are well known. If such recording ateriaiien are processed in high-speed devices, wlt »ic are used, for example, in data processing or video technology» äami the recording materials are exposed to strong frictional forces. The recording layer is roughened and it is formed "drop-oufes" or Irop-lns ";
009851/1707
A-S 253 009851/1707
AS 253
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung der Magnet schichten Bindemittel zu verwenden, 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.It has already been proposed to manufacture the Magnet layers to use binders that are a relative ensure high abrasion resistance, such as hardened polyurethane resins. Another way of improving the abrasion resistance is to incorporate lubricants into the recording layer.
Als Gleitmittel für diesen Zweck sind beispielsweise Fettsäureester vorgeschlagen worden (britische Patentschrift 1 009 774). Diese Materialien haben jedoch den Nachteil, daß sie - in wirksamen Mengen angewandt - entweder die magnetische Aufzeich» nungaschicht 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 auBgesetzt sind, anreichert, wodurch sich der Reibungskoeffizient des Aufzeichnungsbandes an diesen Stellen stark verändert.Fatty acid esters, for example, have been proposed as lubricants for this purpose (British patent specification 1 009 774). However, these materials have the disadvantage that, when used in effective amounts, they either use magnetic recording make the nunga layer soft and thus its sensitivity to scratching increase, and / or tend to sweat out of the recording layer, that is, undesirable stickiness of the layer to cause which on the one hand makes itself noticeable when winding or unwinding the recording tapes and on the other hand supports the dusting of the recording layers. It has also been shown that the lubricant on the spots the recording layer, which is most exposed to the frictional forces, is enriched, thereby increasing the coefficient of friction of the recording tape changed significantly at these points.
Nach einem wetteren Vorschlag werden als Gieitmlttal Fetfcsäureamlde verwendet, wie beispielsweise Verbindungen" folgendenAccording to a more recent suggestion, Fetfcsäureamlde are used as Gieitmlttal, such as compounds "the following
.0.0
CH,- (CH9). ,--C. oderCH, - (CH 9 ). , - C. or
5 z lb ^NHCH 5z lb ^ NHCH
, j, 6 , j , 6
A-O 253 ÜU9G5 I / 1 7(37
■ _ 2AO 253 ÜU9G5 I / 1 7 (37
■ _ 2
-0 ' ^C-UlH2 ) j 6-i-0 '^ C-UlH 2 ) j 6 -i
Die Bindemittel können sowohl in die Aufzeichnungsschicht eingearbeitet, als auch auf der Schicht angebracht werden. Ein Handelsprodukt, das solche Amide enthält, ist z.B. ACRAWAX C (Handelsname der Ölyco Chemicals, Inc. New York, USA). Auch diese Gleitmittel entsprechen den anwendungstechnischen Anforderungen hinsichtlich ihrer Abriebfestigkeit noch nicht in befriedigendem Maße.The binders can both be used in the recording layer incorporated as well as attached to the layer. A commercial product that contains such amides is, for example, ACRAWAX C (Trade name of Ölyco Chemicals, Inc. New York, USA). Even these lubricants do not yet meet the application requirements with regard to their abrasion resistance satisfactory degree.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit einer verbesserten Abriebfestigkeit zu entwickeln, dessen Schicht ein Gleitmittel enthält, dem die vorhergenannten Nachteile nicht anhaften.The invention is based on the object of providing a magnetic recording material with improved abrasion resistance to develop the layer of which contains a lubricant which does not adhere to the aforementioned disadvantages.
Es wurde nun ein magnetisches Aufzeichungsmaterial gefunden, dessen Aufzeicnnungsschicht ein pulverförmiges magnetisches, in einem Bindemittel dispergiertes Material, sowie ein Gleitmittel enthält, das in oder/und auf der Schicht angebracht ist und die Abriebfestigkeit der Schicht erhöht, wobei dieses Material dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gleitmittel ein zweiwertiges und/oder dreiwertiges Metallsalz einer vom Phosphor abgeleiteten Oxysäure ist, das wenigstens eine organische Gruppe ait vorzugsweise wenigstens B Kohlenstoffatomen enthält.A magnetic recording material has now been found whose recording layer is a powdery magnetic, Contains material dispersed in a binder, as well as a lubricant which is applied in and / or on the layer and increases the abrasion resistance of the layer, this material being characterized in that the lubricant is a is divalent and / or trivalent metal salt of an oxyacid derived from phosphorus, which is at least one organic Group ait preferably contains at least B carbon atoms.
Als Gleitmittel bevorzugt werden 2- oder 3-wertige MetallsalzeDivalent or trivalent metal salts are preferred as lubricants
a) von einem Mono- oder Biester einer vom Phosphor abgeleiteten Oxysäure,a) from a mono- or biester of an oxyacid derived from phosphorus,
b) von einer vom Phosphor abgeleiteten Oxysäure, die eine oder zwei über ein Kohlenstoffatom an den Phosphor gebundene organische Gruppen enthält oderb) from an oxyacid derived from phosphorus, the one or two organic ones bonded to phosphorus via a carbon atom Groups contains or
009851/1707009851/1707
i-G i-G 2b* ~ 3 ~ 2b * ~ 3 ~
c) von einer rom Phosphor abgeleiteten Oxyeäure, die eine Estergruppe und eine über ein C-Atom an den Phosphor gebundene organische Gruppe enthält.c) from an oxyacid derived from rom phosphorus, which is a Ester group and an organic group bonded to the phosphorus via a carbon atom.
Sie Salze enthalten vorzugsweise eine organische Gruppe, s.B. eine oder mehrere Kohlenwasserstoffreste und/oder Istergruppen, die wiederum eine Kohlenwasserstoffkette mit vorzugsweise 8 bis 20 Kohlenstoffatomen enthalten. Verzweigte Ketten verbessern hier die Löslichkeit der Salze in organischen Flüssigkeiten.The salts preferably contain an organic group, see B. one or more hydrocarbon radicals and / or ester groups, which in turn contain a hydrocarbon chain with preferably 8 to 20 carbon atoms. Branched chains improve the solubility of the salts in organic liquids.
in unpolaren Flüssigkeiten, wie z.B. aliphatische und aromatischein non-polar liquids such as aliphatic and aromatic
werden.will.
Als Gleitmittel für das vorliegende Aufzeichnungsmaterial geeignete Verbindungen lassen sich durch folgende allgemeine Formeln charakterisieren:As a lubricant for the present recording material suitable compounds can be characterized by the following general formulas:
(A) Hypo-, Ortho- und Pyrophosphate(A) Hypo-, ortho- and pyrophosphates
1) MeXI(RPO,)o 6) Me"^11 1) Me XI (RPO,) o 6) Me "^ 11
2) Me11CRPO.) 7) 9C,2) Me 11 CRPO.) 7) 9 C,
3) MeI:L(RHP04}2 8) 111 3) Me I: L (RHP0 4 } 2 8) 111
4) MeI:E(R2PO4)2 9) MeXIICR2PO4)3 4) Me I: E (R 2 PO 4 ) 2 9) Me XII CR 2 PO 4 ) 3
5) Me11CR2P2O7) 10)5) Me 11 CR 2 P 2 O 7 ) 10)
(B) riiosphonate(B) phosphonates
1) Me11CRP(V) 4) Me0 111CRPO,).1) Me 11 CRP (V) 4) Me 0 111 CRPO,).
"' Π η 9 ft 5 1 ' 1 7 0 7 '· y ■ "'Π η 9 ft 5 1' 1 7 0 7 '· y ■
16696U216696U2
2) Mei:C(RHIO3)2 5) Me111 (RHPO3)3 2) Me i: C (RHIO 3 ) 2 5) Me 111 (RHPO 3 ) 3
3) MeI3:(R2PO3)2 6)3) Me I3: (R 2 PO 3 ) 2 6)
1) MeI]:(R2PO2)2 2)1) Me I]: (R 2 PO 2 ) 2 2)
worinwherein
Me ein zweiwertiges Kation
Me ein dreiwertiges Kation bedeutet und R für einen organischen Rest mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen
steht, vorzugsweise für eine Alkylgruppe, die mit hydrophoben unpolaren Gruppen oder Radikalen,
z.B. Halogen (Cl oder F) substituiert sein kann.Me is a divalent cation
Me denotes a trivalent cation and R denotes an organic radical with at least 8 carbon atoms, preferably an alkyl group which can be substituted with hydrophobic non-polar groups or radicals, for example halogen (Cl or F).
Hervorragende Ergebnisse werden mit dem Zinksalz von 2-Butylocty!phosphorsäure erhalten.Excellent results are achieved with the zinc salt of 2-butyloctyl phosphoric acid obtain.
Die Herstellung der Metallsalze ist einfach. Man löst hierfür zweckmäßigerweise eine stöchiometrische Menge einer Oxyaäure in einem aliphatischen Alkohol und gibt diesjs Lösung zu einer Lösung oder Suspension alnes Metallacetates In elnam fiLLphafclachen Alkohol. Das Metallsalz der Oxysäure fällt dann Lm allgemeinen in der alkoholischen Lösung aus oder kann durch Elndarupfan. des Lösungsmittels abgeschieden werden.The manufacture of the metal salts is easy. For this purpose, it is expedient to dissolve a stoichiometric amount of an oxyacid in an aliphatic alcohol and add this solution to a Solution or suspension of a metal acetate in a filler pool Alcohol. The metal salt of the oxyacid then falls Lm generally in the alcoholic solution from or can through Elndarupfan. of the solvent are deposited.
0 Ü ü 0 '- -. I / I 7 U 70 Ü ü 0 '- -. I / I 7 U 7
CuCu
Kupfer(II)laurylphosphonatCopper (II) lauryl phosphonate
4 g Kupfer(II)acetat-monohydrat werden bei 5O0C in 250 ecm
Methanol gelöst. Wenn man der warmen Lösung 5 g Laurylphosphonat
zufügt fällt Kupfer(II)laurylphosphonat aus. Die Fällung wird
abgesaugt und mit 5O0C warmem Methanol gewaschen.
io Kupfer berechnet: 20,38
gefunden: 20,35.4 g of copper (II) acetate monohydrate are dissolved at 5O 0 C in 250 cc of methanol. If you add 5 g of lauryl phosphonate to the warm solution, copper (II) lauryl phosphonate precipitates. The precipitate is filtered off with suction and washed with 5O 0 C warm methanol. io copper calculated: 20.38
found: 20.35.
Eine Lösung von 12,7 g Bis(i ,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,0,9,9,
10, IO-fluorundecjrl)phosphat Ln 50 ecm Methanol gibt man au 1,1 g
ZLukacetat. 2 HgO Ln 20 ecm Methanol. Die Lösung wird Ma zur
Trockne eingedampft. Dan Rückstand wäscnt man inLt Wa oöi und
trocknet bei I05 0O.
# vSLnfc berechnet: 2,ü2
gefunden: i,il\. A solution of 12.7 g of bis (i, 1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,0,9,9, 10, IO-fluorundecjrl ) Phosphate Ln 50 ecm of methanol is added to 1.1 g of sucrose acetate. 2 HgO Ln 20 ecm methanol. The solution is evaporated to dryness Ma. Dan residue wäscnt INLT Wa oöi and dried at I05 0 O.
# vSLnfc calculated: 2, ü2
found: i, il \.
Nach einer hesrorsugkan iTerarbeLtungsweisii wird das (fl;5; ibteL, z. B Ln einer Kugs LmUhLe, ■ In aLriem VarhULtnia ?on *· hin '<-j Ot.-^",-7 mLt <lam puL/scför.u £-m uagnotLanhan MafccrIaA uni einem if* :*'jnr-j:L$r üiLi ta L in ,,'a--i:A ^i-Ji' !Uiift fiönu'./.ftmlfctfll. /er ni;t'vit. Γ;. ■--■-:■ M L η·λ hi in.·-; U- t- ι- · ■ s·· 4rti«it I^ ' > Die .-. ■. h \\iu '"·';·■After a hesrorsugkan iTerarbeLtungsweisii the (fl; 5 ; ibteL, z. B. Ln a Kugs LmUhLe, ■ In aLriem VarhULtnia ? On * · hin '<-j Ot .- ^ ", - 7 mLt <lam puL / scför.u £ -m uagnotLanhan MafccrIaA uni an if * : * 'jnr-j: L $ r üiLi ta L in ,,' a - i: A ^ i-Ji ' ! Uiift fiönu' ./. Ftmlfctfll. / Er ni; t'vit. Γ ;. ■ - ■ -: ■ ML η · λ hi in. · -; U- t- ι- · ■ s ·· 4 rti «it I ^ '> Die .-. ■. h \\ iu '"·'; · ■
: ι i- S I / Ί V 0 7: ι i- S I / Ί V 0 7
- b - BAD ORSGiNAL A-Q 253 - b - BAD ORSGiNAL AQ 253
bleibenden groben Teilchen trennt man ab und entlüftet die Mischung bevor man sie auf einen Schichtträger aufträgt.remaining coarse particles are separated and vented Mix before applying it to a substrate.
Geeignete Lösungsmittel sind relativ flüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe oder chlorierte Kohlenwasserstoffe, z.B. 1,2-Dichloräthan. Die in dem erfindungsgemäßen Material verwendeten Gleitmittel können auch in den üblichen Bindemitteln gelöst oder dispergiert werden. Solche Bindemittel sind beispielsweise Polyvinylchlorid, Mischpolymere von VinylidenchlortL und Acrylnitril, Polyvinylacetat, Polyacrylsäureester, wie Polybutylacrylat, Mischpolymere von Vinylalkohol mit Vinylacetat, Vinylbutyral, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, verschiedene Klassen von Polyurethanen und mit Isocyanaten modifizierten Polyestern und Polyesteramiden.Suitable solvents are relatively volatile aromatic hydrocarbons or chlorinated hydrocarbons, e.g. 1,2-dichloroethane. Those used in the material of the invention Lubricants can also be dissolved or dispersed in the usual binders. Such binders are for example Polyvinyl chloride, copolymers of vinylidene chloride and acrylonitrile, polyvinyl acetate, polyacrylic acid esters such as polybutyl acrylate, Mixed polymers of vinyl alcohol with vinyl acetate, vinyl butyral, vinyl chloride or vinylidene chloride, various classes of polyurethanes and polyesters modified with isocyanates and polyester amides.
Als magnetische Teilchen können in dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterial alle für diesen Zweck üblichen Substanzen verwendet werden, z.B. magnetische Eisenoxidteilchen, Magnetite und Mischfenite. Bevorzugt werden Teilchen vom oxydischen Typ in gestreckter oder Nadelform, z.B. nadeiförmiges jr-PepO,. Solchen Teilchen sind vorzugsweise 0,2 bis 2 ,u lang und 0,02 bis 0,6/U dick.All substances customary for this purpose can be used as magnetic particles in the recording material according to the invention, for example magnetic iron oxide particles, magnetites and mixed fenites. Preference is given to particles of the oxidic type in elongated or needle form, for example acicular jr-PepO ,. Such particles are preferably 0.2 to 2, u long and 0.02 to 0.6 / U thick.
Die Magnetschicht soll 65 bis 85 Gewichtsprozent des magnetischen Pulvers enthalten. Das Bindemittel hat mit Rücksicht auf die Verwendung dea Aufzeicimungsmaterials flexiblen Charakter. Zur Herstellung solcher Magnet schichten für Auizeichnungsbänder werden Elastomere bevorzugt, die sich bis zu einem gewiesenThe magnetic layer should be 65 to 85 percent by weight of the magnetic Powder included. The binder has a flexible character with regard to the use of the recording material. For the production of such magnetic layers for recording tapes Elastomers are preferred that are turned up to one point
er Grade härten laeeeru Eine Härtung dient der Verbessjing der Ver-he grade harden laeeeru A hardening serves to improve the
n 0 9 8 G 1 / 1 7 0 7n 0 9 8 G 1/1 7 0 7
Schleißfestigkeit, während durch Kalandern die Glätte der Schicht lind die Dichte des magnetischen Materials verbessert wird. Als Schichtträger können sowohl flexible als auch starre Materialien verwendet werden, wobei der Schichtträger jede geeignete geometrische Form, wie z.B. Platte, Trommel oder Band haben und aus einem geeigneten Material, wie Glas Plastik oder Metalljbestehen kann. Als Schichtträger bevorzugt wird ein Film aus orientiertem Polyäthylenterephthalat.Wear resistance, while calendering improves the smoothness of the Layer improves the density of the magnetic material will. Both flexible and rigid materials can be used as the layer support, the layer support each suitable geometric shape such as plate, drum or belt and made of a suitable material such as glass plastic or metal. A preferred layer support is a Oriented polyethylene terephthalate film.
Andere geeignete Schichtträger sind Papier, Cellulosetriacetat und orientiertes Polyvinylchlorid. Die Dicke des Schichtträgere wird zweckmäßigerweise auf den Verwendungszweck des Aufzeichnungsmaterials abgestimmt. Für ein Aufzeichnungsband verwendet man üblicherweise Schichtträger in einer Dicke von 0,01 mm bis 0,06 mm und beliebiger Breite, z.B. 6 mm bis 30 mm.Other suitable supports are paper, cellulose triacetate and oriented polyvinyl chloride. The thickness of the substrate is expediently matched to the intended use of the recording material. Used for a recording tape one usually supports in a thickness of 0.01 mm to 0.06 mm and any width, e.g. 6 mm to 30 mm.
Die im folgenden Beispiel verwendeten Mengenangaben bedeuten Gewichtsteile.The amounts used in the following example are parts by weight.
Eine Mischung folgender Zusammensetzung wird Aa Stangen in einer Kugelmühle vermählen:A mixture of the following composition is ground Aa rods in a ball mill:
100 Teile nadeiförmige β Jf^Fe2O*100 parts acicular β Jf ^ Fe 2 O *
4 Teile eines Dispergiermittels, beschrieben als Präparat 1 in der britischen Patentschrift 1 058 4264 parts of a dispersant, described as preparation 1 in British Patent 1,058,426
12,5 Gew.- eines teilweise hydrolisierten Mischpolymeren aus teile12.5% by weight of a partially hydrolyzed copolymer share
009851/170 7
A-G 253 _ 8 -009851/170 7
AG 253 _ 8 -
6,5 g Zinklaurylphosphat
200 Teile 1,2-Dichloräthan.6.5 g zinc lauryl phosphate
200 parts of 1,2-dichloroethane.
Weiter gibt man zu dieser Mischung:Then add to this mixture:
10,5 Teile Polyesteramide modifiziert mit einem Polyisocyanat, das aus der Reaktion von 4 Teilen Hexamethylendiisocyanat mit 100 Teilen eines Polyesteramide entstanden ist, das durch Kondensation von 7,5 Mol Äthylenglykol, 9 Mol Adipinsäure und 1,5 Mol A'thanolamin hergestellt wurde10.5 parts of polyester amides modified with a polyisocyanate, that from the reaction of 4 parts of hexamethylene diisocyanate is formed with 100 parts of a polyester amide, which by condensation of 7.5 mol Ethylene glycol, 9 moles of adipic acid and 1.5 moles of ethanolamine was produced
125 Teile 1,2-Dichloräthan.125 parts of 1,2-dichloroethane.
Es wird 24 Stunden weiter gemahlen, dann setzt manMilling continues for 24 hours, then you sit
6 Teile einer 75#igen Lösung des Reaktionsprodukteβ aus6 parts of a 75 # solution of the reaction product
1 Mol 1,3,6-Hexantriol und 3 Mol Hexamethylendiieocyanat in 1,2-Dichloräthan zu.1 mole of 1,3,6-hexanetriol and 3 moles of hexamethylene diocyanate in 1,2-dichloroethane.
Die auf diese Weise hergestellteDispersion wird auf einen Schichtträger aus Polyäthylenterephthalat geschichtet und hei 1200C getrocknet. Die Dicke der trockenen Aufzeichnungsschicht beträgt 10/U.The thus prepared dispersion is coated on a film base of polyethylene terephthalate and hei 120 0 C dried. The thickness of the dry recording layer is 10 / rev.
Die Abriebfestigkeit des Aufzeichnungsbandeβ wird in einem "Slant Track" Video Recoder (PHILIPS Medical Video Recorder) geprüft. In diesem Gerät wird das Band über eine Längsspur abgetastet, wobei der Aufzeichnungskopf 50 Umdrehungen in der Sekunde mach. Den Verschleiß des Bandes kontrolliert man dabei durch Reproduktion eines sogenannten TStandbildeef1 , das bei der wieder-The abrasion resistance of the recording tape is tested in a "Slant Track" video recorder (PHILIPS Medical Video Recorder). In this device, the tape is scanned over a longitudinal track, with the recording head making 50 revolutions per second. The wear of the belt is checked by reproducing what is known as a TStandbildeef 1 , which is
009351/1707
A-G 253 - 9 -009351/1707
AG 253 - 9 -
1669BU2 JO 1669BU2 JO
holten Reproduktion der in einer Längsspur aufgezeichneten Reproduktion entsteht.fetched reproduction of the recorded in a longitudinal track Reproduction arises.
Es dauert unter diesen Umständen meist nicht länger als 15 bis 20 Sekunden, bis das Fernsehbild verschwindet.Under these circumstances, it usually does not take longer than 15 to 20 seconds for the television picture to disappear.
Im Vergleich dazu liefert das erfindungsgemäBe Aufzeichnungsband eine "Standbild"-Reproduktion über 1 Stunde, ohne daß irgendeine Qualitätseinbuße zu beobachten wäre.In comparison, the recording tape according to the invention delivers a "still image" reproduction over 1 hour without any Quality loss would be observed.
A-G 253 --ίο - AG 253 --ίο -
009K51/1707009K51 / 1707
Claims (9)
Me11CRHPO3)2 Me 11 CRPO 3 )
Me 11 CRHPO 3 ) 2
(2)(D
(2)
(5)(4)
(5)
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