DE1929171B2

DE1929171B2 - Schichtmagnetogrammträger

Info

Publication number: DE1929171B2
Application number: DE1929171A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Balz; Roland Dr. Falk; Hans Joerg Dr. 6706 Wachenheim Hartmann; Job Werner Dr. 6700 Ludwigshafen Hartmann; Georg Dr. Schnell
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1969-06-09
Filing date: 1969-06-09
Publication date: 1978-09-28
Also published as: US3687725A; DE1929171C3; GB1306518A; DE1929171A1; JPS4815003B1; NL7008360A; BE751612A; FR2050133A5

Description

(1) 15-90 Gew.-% (A) eines nicht magnetisierbaren Pulvers auf Silikatbasis, dessen Teilchen eine Blättchenform und eine Mohssche Härte von weniger als 6 haben, und

(2) 10-85 Gew.-°/o (B) eines nicht magnetisierbaren Pulvers mit würfel- bis kugelförmigen Teilchen mit der Zusammensetzung von Oxiden, Carbiden oder Nitriden des Aluminiums, Siliciums und/oder Chroms.

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enthält.

2. Schichtmagnetogrammträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an der Mischung von A und B 2 bis 16 Gew.-%, bezogen auf die Menge an Magnetpigment, beträgt.

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Die Erfindung betrifft Schichtmagnetogrammträger, bei denen auf einem unmagnetischen Träger festhaftende Magnetschichten aufgebracht sind, die im wesentlichen aus Magnetpulver, Bindemittel und Hilfsstoffen bestehen. Solche Magnetogrammträger werden in starrer oder flexibler Form zur Aufzeichnung von akustischen, visuellen, digitalen Signalen, Informationen u. dgl. verwendet.

Magnetische Aufzeichnungsträger werden bekannt-Hch zur Aufzeichnung und Abfragung an Magnetköpfen aus verschiedenen, meist metallischen Werkstoffen vorbeigeführt, wobei mechanischer Kontakt zwischen Magnetschicht und Kopfmaterial auftritt.

Ein wichtiges Problem ist dabei die Wechselwirkung zwischen der Magnetschicht und dem Magnetkopf. Es ist seit langem das Ziel der technischen Entwicklung von Schichtmagnetogrammträgern, Magnetschichten von hervorragender Abriebfestigkeit zu finden, um Ablagerungen von Schichtmaterial am Kopf zu vermeiden, die leicht zu Aufzeichnungsfehlern führen können. Es ist bekannt, zur Verringerung von Ablagerungen von Schichtmaterial der Magnetschicht sehr harte pulverförmige Stoffe zuzumischen. Diese Verfahrensweise hat jedoch den Nachteil, daß der sogenannte Kopfabschliff ω unverhältnismäßig hoch wird. Da die Magnetköpfe wegen ihres komplizierten Aufbaus sehr teuer sind, verlangt man aber vom Magnetogrammträger, daß er eine möglichst geringe Abnutzung der Köpfe verursacht. ^b5

Es war eine Aufgabe der Erfindung, einen Schichtmagnetogrammträger zu finden, bei dem Ablagerungen an der Oberfläche des Aufzeichnungs- oder Wiedergabekopfes vermieden werden, ohne daß eine meßbare Erhöhung der Abtragung des Materials des Magnetkopfes eintritt

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Lösung der Aufgabe mit Schichtmagnetogrammträgern gemäß Anspruch 1 erreicht werden kann.

Als Magnetpigment wird bevorzugt feinteiliges stäbchen- oder würfelförmiges Gamma-Eisen(IH)-oxid, insbesondere solches einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 2 μ verwendet Als Magnetpigmente sind ferner für diesen Zweck bekannte feinteilige Metallegierungen von Schwermetallen, insbesondere von Eisen, Kobalt und/oder Nickel oder aber das ebenfalls bekannte ferromagnetische Chromdioxid geeignet Im allgemeinen werden für die Herstellung der Dispersion des Magnetpigments auf rund 100 bis 130 Gewichtsteile an Magnetpigment 20 bis 140 und insbesondere 100 bis 130 Gewichtsteile Bindemittel(mischung) eingesetzt, sofern die Magnetdispersion für starre Magnetogrammträger mit hohen Relativgeschwindigkeiten als Kopf-Magnetschicht verwendet werden soll. Für flexible Magnetogrammträger werden bei der genannten Magnetpigmentmenge 25 bis 60 Gewichtsteile Bindemittel(mischung) bevorzugt.

Erfindungsgemäß wird der Magnetschicht, bei Mehrschichten-Magnetogrammträgern wenigstens und bevorzugt der obersten Magnetschicht, die dem Magnetkopf bei der Aufnahme und Wiedergabe zugewandt und der Trägerseite des Schichtmagnetogrammträgers abgewandt ist eine Mischung der Komponenten A und B gemäß Anspruch 1 zugemischt

Als nicht magnetisierbare Silikate A mit blättchenförmiger Struktur eigenen sich besonders solche, die in zwei Dimensionen durchschnittlich nicht größer als 8 μ, bevorzugt etwa 1 bis 4 μ und in der dritten Dimension nicht größer als 1 μ, bevorzugt etwa 0,02 bis 0,5 μ groß sind. Beispiele geeigneter Silikate A sind Talkum, Montmorillonit oder Kaolinit oder Mischungen dieser Stoffe. Auch Umsetzungsprodukte der Stoffe gleicher Form kommen in Frage. Sehr geeignet ist Kaolinit.

Als nicht magnetisierbare Pulver B mit würfel- bis kugelförmigen Teilchen mit der Zusammensetzung von Oxiden, Carbiden oder Nitriden des Aluminiums, Siliciums und/oder Chroms sind solche mit durchschnittlichen Teilchengrößen von 0,3 bis 10 μ, insbesondere 0,5 bis 7 μ sehr geeignet. Beispiele geeigneter Pulver sind Siliciumdioxid-Pulver bzw. Quarzmehl, Aluminiumoxid-Pulver bzw. Elektrokorund, Siliciumcarbid- oder Chromtrioxid-Pulver.

Die Pulver A und B können im Verhältnis von 15 bis 90 Gew.-% an A zu 10 bis 85 Gew.-% an B, bezogen auf die Mischung von A und B, angewandt werden. Sehr geeignet hat sich eine Mischung von z.B. 24 bis 31 Gew.-% an A und 69 bis 76% an B erwiesen. Eine innige Mischung von A und B hat sich als zweckmäßig erwiesen. Man kann auch silikatische Pulver verwenden, die auf Grund ihrer Herkunft oder Herstellung die Teilchen A und B strukturell vereinen.

Die erfindungsgemäß mitverwendete feinteilige, nicht magnetisierbare Feststoffmischung wird zweckmäßig in Mengen von 2 bis 16 und insbesondere von 4 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die Menge an eingesetztem Magnetpulver, den Magnetschichten im Rahmen ihrer Herstellung zugesetzt.

Als Bindemittel für die Dispersion des feinteiligen Magnetpigments und der erfindungsgemäß mitverwendeten feinteiligen Feststoffe können die für die Herstellung von Magnetschichten bekannten Binde-

mittel verwendet werden. So sind Copolymerisate aus überwiegenden Mengen Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid mit Comonomeren, wie Vinylester oder Acrylester, z. B. Vinylacetat, Äthyl(meth)acrylat oder Butyl(meth)acrylat geeignet, ferner Polyamide, Mischungen von Polyisocyanaten und höhermolekularen Hydroxylverbindungen, Kombinationen von butylierten Melamin-Formaldehyd-Vorkondensaten mit Polyvinylbutyralharz. Sehr geeignet sind auch Kombinationen von gegebenenfalls mit Alkoholen verätherten Phenol-Formaldehyd-Kondensaten mit Polyepoxidverbindungen, insbesondere Polyglycidyläthern von mehrwertigen Hydroxylverbindungen, wie 2.2-Bis(p-hydroxyphenylj-propan, Glycerin, 1.4-Butandiol oder Pentaerythrit Sehr geeignet sind auch härtbare Copolymerisate von N-Methylol(meth)-acrylamid oder mit Alkoholen veräthertem N-Methylol(meth)-acrylamid. So hat sich für starre Magnetogrammträger als Bindemittel eine Mischung eines härtbaren Copolymerisats aus 40 bis 80 Gewichtsprozent alkenylbenzolischen Kohlenwasserstoffen mit 8 bis 10 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls bis zu 55 Gewichtsprozent Estern der Acryl- und/oder Methacrylsäure mit Alkanolen verätherten N-Methylolamiden der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, bis zu 15 Gewichtsprozent olefinisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und/oder bis zu 20 Gewichtsprozent ungesättigten Monomeren mit einer alkoholischen Hydroxylgruppe und gegebenenfalls bis zu 30 Gewichtsprozent eines weiteren monoolefinisch ungesättigten Monomeren mit bis zu 30 Gewichtsprozent des Copolymerisate A an Polyvinylmethyläther und/oder einer härtbaren Polyepoxidverbindung, insbesondere eines PoIyglycidyläthers sehr bewährt Für flexible Magnetogrammträger kommen (Co)polymere aus Vinylchlorid, Vinylacetat, Acrylnitril, Vinylidenchlorid, (Meth)acrylestern usw. in Frage, ebenso Polyamide, Polyurethane und Mischungen von solchen Stoffen.

Zur Herstellung der Dispersion des Magnetpigments bzw. Magnetpulvers und gegebenenfalls der erfindungsgemäß mitverwendeten feinteiligen Feststoffe werden die Pigmente zweckmäßig mit dem verwendeten Bindemittel und genügend Lösungsmittel nach einem üblichen Dispergierverfahren, z. B. in der Kugelmühle dispergiert Als organisches Lösungsmittel eignen sich für die Herstellung der Dispersionen aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder Xylol, Glykoläther, wie Äthylglykol, Glykolätherester, wie Äthylglykolacetat, Alkohole, wie Propanol oder Butanol, Ketone, wie Aceton oder Methyläthylketon, Äther, wie Tetrahydrofuran und deren Gemische, sowie andere für Lackbindemittel übliche Lösungsmittel und Lösungsmittelgemische. Man kann das Bindemittel in den Mitteln lösen und mit dieser Lösung das Magnetpigment vordispergieren, aber auch Bindemittel, Magnetpigment und Lösungsmittel direkt in der Dispergiervorrichtung vermischen. Weitere Bindemittel können dieser Mischung entweder in festem Zustand oder in Form von 20- bis 60prozentigen Lösungen zugegeben werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Dispergierung so lange fortzuführen, bis eine extrem feine Verteilung des Magnetpigments erreicht ist, was 1 bis 4 Tage erfordern kann. Durch anschließendes wiederholtes Filtrieren erhält man eine völlig homogene Magnetdispersion.

Die erfindungsgemäß mitverwendeten feinteiligen, unmagnetischen Feststoffe können aber nicht nur den Magnetdispersionen zu Beginn ihrer Herstellung zugesetzt werden, sondern man kann auch in einer getrennten Dispergiervorrichtung eine gemahlene Paste aus den feinteiligen unmagnetischen Feststoffen, Bindemittel und Lösungsmittel herstellen, die der Magnetdispersion vor dem Auftragen auf das Trägermaterial zugemischt wird. Diese Arbeitsweise ist vorteilhaft, wenn im Feststoffgemisch Teilchen mit Durchmessern von mehr als 4 μ vorhanden sind.
Das Auftragen der Dispersion in Schichtform auf das

to Trägermaterial kann nach bekannten Methoden erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich auch für die Herstellung von Magnetplatten unter Verwendung von metallischen, insbesondere Aluminium-Trägerplatten bewährt Beim Auftragen der Schichten auf metallische Trägerplatten oder Trommeln hat sich das Schleudergußverfahren gut bewährt, das in der US-Patentschrift 29 13 246 beschrieben ist Dabei wird die Magnetdispersion mittels einer Umlaufapparatur in Bewegung gehalten, wobei gleichzeitig eine weitere Filtration erfolgt. Danach gießt man aus einem beweglichen Arm die Mischung auf die langsam rotierenden Trägerplatten. Durch Erhöhung der Umdrehungszahl auf etwa 600 bis 1000 pro Minute wird der Überschuß an Magnetdispersion abgeschleudert und so eine einheitliche Schicht der Dispersion auf der Platte erzielt. Analog wird dann die Rückseite der Platte beschichtet

Durch eine Wärmebehandlung wird die aufgetragene Schicht getrocknet, bei härtbaren Bindemitteln zweck-

jo mäßig bei etwa 120 bis 230⁰C während '/2 bis 1 Stunde das Bindemittel gehärtet Eine Verkürzung der Härtedauer sowie eine Herabsetzung der Härtetemperatur läßt sich bei einigen härtbaren Bindemitteln durch Beimischen von Härtungskatalysatoren, wie Säuren,

j5 z. B. Phosphorsäure oder Hexahydrophthalsäure, erzielen. Anschließend erfolgt im allgemeinen die Einstellung der endgültigen Oberfläche durch einen üblichen Poliervorgang.
Die erfindungsgemäßen Schichtmagnetogratnmträger zeichnen sich durch wesentlich verbesserte Dauerlaufeigenschaften aus, wobei gleichzeitig das störende Auftreten von Ablagerungen an den Magnetköpfen praktisch vermieden ist. Von besonderem Vorteil ist auch die geringe Magnetkopfabnutzung. Es war überraschend, daß die Kombination der vorteilhaften Eigenschaften der Magnetogrammträger erreicht werden konnte, ohne daß die Aufzeichnungsempfindlichkeit, wie das Stör-Nutzverhältnis, die Frequenzcharakteristik und andere elektromagnetische Größen,

so die bei der Verwendung der Magnetogrammträger von Bedeutung sind, beeinträchtigt wird.

Die in dem folgenden Beispiel und Vergleichsversuchen genannten Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten.

Beispiel 1
und Vergleichsversuche A bis C

3000 Teile nadeiförmiges Gamma-Eisen(III)-oxid, 2300 Teile Tetrahydrofuran, 2200 Teile Toluol, 60 Teile

eines äthoxylierten ölsäureäthanolamids, 280 Teile eines handelsüblichen Vinylchlorid-Äthylmaleinat-Copolymeren, 100 Teile eines 1.4-Butandiol-Adipinsäure-Polyesters werden vermischt und in 4 Ansätze aufgeteilt. Zu den jeweiligen Ansätzen werden jeweils 300 Teile einer Paste aus 70% Tetrahydrofuran 30% Toluol, 15% des genannten Vinylchlorid-Äthylmaleinat-Copolymeren und 15% an feinteiligen Feststoffen unterschiedlicher Art zugegeben, wobei als

Feststoff bei den Ansätzen für

Beispiel 1 12% Mikrotalkum (mittlere

Teilchengröße 4 μ.) und 3% Elektrokorupd (mittlere Teilchengröße 5 μ),

Vergleichsversuch A 15% Gamma-Eisen(III)-oxid,

Vergleichsversuch B 15% Chromtrioxid Cr₂Oa (mittlere Teilchengröße 1,5 μ),

Vergleichsversuch C 15% Mikrotalkum (mittlere Teilchengröße 4 μ)

verwendet werden.

Die vier mit unterschiedlichen Pasten versetzten Ansätze werden jeweils 36 Stunden auf einer Kugelmühle dispergiert und danach mit 620 Teilen des genannten Vinylchlorid-Äthylmaleinat-Copolymeren, 1480 Teile Toluol, 1000 Teile Tetrahydrofuran und 75 Teile Isopropylmyristat zugegeben.

In bekannter und gleicher Weise werden aus den vier verschiedenen Beschichtungsmischungen durch Filtrieren, Gießen auf Polyäthylenterephthalat-Folien, Trocknen und Kalandrieren und anschließendes Schneiden auf Ua Zoll Breite vier verschiedene Arten von Magnetogrammträgern hergestellt, die bei der in gleicher Art durchgeführten Prüfung folgende Ergebnisse zeigten:

Beispiel Vergleichsversuche

1 A B

1. Kopfabschliff in mg/Std. 0,01 0,02 0,20 0,02 (Abnutzung des Mu-Metall-

Kopfes durch eine 20-m-Bandschleife, Geschwindigkeit 1 m/S)

2. Gegendauerlauf Magnet- +0,4 -2 0 0 schicht gegen Magnetschicht

(95 cm Schleife, 38 cm/S, Zug 75 p), Veränderung des Pegels eines aufgezeichneten Signals in db nach 30 Min.

3. Ablagerung am Magnetkopf nein ja nein nein eines handelsüblichen Tonbandgeräts bei Dauerbetrieb

eines 120-m-Tonbandes 48 Std, 90% rel. Luftfeuchte

4. Empfindlichkeit, bezogen auf +0,5 +0,5 0 -2 ein handelsübliches Band in db

5. Frequenzcharakteristik in db	— 1	-1	-1,5	-1
6. KJirrdämpfung in db	39,5	39	38,5	32
7. Rauschspannungsabstand in db	64,5	65	64	64

Es zeigt sich, daß durch den Zusatz von hartem Pulver (Schleifmittel, Vergleichsversuch B) zwar Störungen durch Ablagerungen am Magnetkopf vermieden wurden, jedoch der Kopfabschliff auf den lOfachen Wert anstieg. Der Zusatz von silikatischem, blättchenförmigem Pulver allein (Vergleichsversuch C) verhindert zwar Ablagerungen am Magnetkopf, verschlechtert jedoch die für die magnetische Aufzeichnung charakteristischen Werte, insbesondere 4 und 6.

Claims

Patentansprüche:

1. Schichtmagnetogrammträger, der auf einem unmagnetischen Träger mindestens eine festhaftende Magnetschicht auf der Basis von Magnetpigment und Bindemittel unter Zusatz von Hilfsstoffen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der dem Träger abgewandten Seite des Schichtmagnetogrammträgers befindliche Magnetschicht zusätzlich eine Mischung aus den Komponenten A und B in der Struktur eines gelockerten Hanfwerks und einer Dichte nach DIN 53 193 von etwa 2,5 bis 2,7 folgender Zusammensetzung