DE2317409A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium - Google Patents

Description

It 2457

SONY CORPORATION
Tokyo / Japan

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und insbesondere auf ein Aufzeichnungsmedium, das hohe Verschleißschutzeigenschaften hat und die Abnutzung eines an ihm angreifenden Magnetkopfes vermindert.

Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das im allgemeinen aus einer isolierenden Grundschicht und einem überzug besteht, bei dem Magnetpulver dispergiert in einem Bindemittel auf die isolierende Grundschicht aufgebracht ist, wird für Ton-, Videobandaufzeichnungsgeräte und dergleichen häufig verwendet. Da im Betrieb solch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium einen Magnetkopf, eine Bandführung und dergleichen berührt, ist der Überzug Verschleiß und Beschädigung ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer eines üblichen magnetischen Aufzeichnungsmediums verkürzt wird. Außerdem können der Verschleiß und die Beschädigung eine Verschlechterung der Qualität des wiedergegebenen Signals verursachen, das auf ein solches Medium aufgezeichnet ist, insbesondere bei einer Aufzeich-

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-Qr-

nung und Wiedergabe mit hoher Dichte, wo eine "Überzugsschicht mit einer spiegelartigen Oberfläche mit einem Magnetkopf in enger Berührung steht.

Um die Verschleißschutzeigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern, ist es bekannt, ein organisches Schmiermittel im halbfesten oder flüssigen Zustand mit dem überzugsbindemittel zu mischen. Diese Technick ist jedoch nicht einwandfrei, da, wenn die Menge des Schmiermittels, das dem Bindemittel zugesetzt wird, gering ist, eine gewünschte Verminderung der Verschleisses nicht erreicht werden kann, während, wenn .die zugesetzte Schmiermittelmenge auf geeignete ^erte erhöht wird, das Schmiermittel sich auf der Oberfläche des Überzugs ausbreitet und ein.sogenanntes "Verlaufen" verursacht, das dazu führt, daß der bestehende Spalt zwischen dem Hagnetkopf und dem überzug vergrößert wird, was eine Verschlechterung der Qualität des wiedergegebenen Signals bewirkt.

Es ist auch bekannt, Feststoffpulver wie Molybdändisulfid mit dem Bindemittel zur Verwendung als Schmiermittel zu mischen. Diese Technik ist jedoch ebenfalls nicht geeignet, da, wenn die zugesetzte Schmiermittelmenge gering ist, eine gewünschte Verminderung des Verschleißes nicht erreicht v/erden kann, während, wenn die zugesetzte Schmiermittelmenge auf geeignete Werte erhöht wird, die Menge der magnetischen Pulver pro Volumeneinheit des Überzugs (die sogenannte Packungsdichte) auf einen Pegel vermindert wird,bei dem die Magnetflußdichte unerwünscht niedrig und die Qualität des aufgezeichneten Signals verschlechtert wird.

Eine v/eitere Lösung des Problems ^des Verschleißes des Überzugs ist in der US-PS 3 630 910 beschrieben, wo Pulver hoher Härte wie z.B. Carborundum, Chromtrioxid oder

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dergleichen mit einem Überzugsbindemittel gemischt werden. Obwohl durch diese Technik die Verschleißschutzeigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums erhöht werden können, kann sie eine übermäßige und unerwünschte Magnetkopfabnutzung verursachen.

Zusammenfassend ergibt sich, daß, wenn nach dem Stand der Technik eine Verbesserung der Verschleißschutzeigenschaften eines üblichen magnetischen Aufzeichnungsmediums erreicht wird, dann ein Magnetkopf, der an einem solchen magnetischen Aufzeichnungsmedium angreift, schnell abgenutzt wird, während, wenn ein magnetisches Aufzeichnungsmedium hergestellt wird, das eine verminderte Tendenz zur Abnutzung des Magnetkopfes hat, sich dann die Verschleißschutzeigenschaften verschlechtern. Nach dem Stand der Technik ist es daher schwierig, wenn nicht praktisch unmöglich, eine erwünschte Verbesserung der Verschleißschutzeigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums ohne unerwünschte Verschlechterung der Abnutzung eines zusammen mit einem ..solchen verbesserten Medium verwendeten Magnetkopfes zu erhöhen.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetband,das aus einem Substrat mit einer Überzugsschicht eines magnetischen Pulvers besteht, das in einem polymeren Bindemittel dispergiert ist, wobei die Verbesserung darauf gerichtet ist, ein Magnetband zu schaffen, das verbesserte Verschleißschutzeigenschaften hat. Um ein solches Band zu schaffen, ist in der Überzugsschicht zusätzlich zu dem Magnetpulver ein oberflächenaktives Feinpulver dispergiert. Die einzelnen Partikel dieses Feinpulvers sind mit einer Schicht eines gebundenen thermoplatischen organischen Polymers überzogen.

Die verbesserten Verschleißschutzeigenschaften des Bandes gemäß der Erfindung können auf eine oder mehrere verschie-

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dene Arten gezeigt werden, ζ»Β. anhand des verbesserten Elastizitätsmoduls, des verminderten Reibungskoeffizienten auf der Überzügsschicht, der verminderten Menge des von einem Band abfallenden Magnetpulvers, der verminderten Magnetkopfverstopfung, der verbesserten Laufeigenschaften, der verminderten Magnetkopfabnutzung und dergleichen einzeln oder in Kombination. Im allgemeinen x^rerden diese Verbesserungen ohne Beeinträchtigung der Bandcrualität im Hinblick auf die magnetische Aufzeichnungs- und Wiedergabekapäzität erreicht.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Verfahren zur Herstellung eines solchen verbesserten Magnetbandes.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 4 beispielsweise erläutert. ES zeigt:

Figur 1 in vergrößertem Maßstab einen Vertikalschnitt eines Teils einer Ausführungsform eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der Erfindung,

Figur 2 ein Diagramm, aus dem die Kennlinien des Verhältnisses E/E des Elastizitätsmoduls eines verstärkten Bindemittels und des Dehnungs-. Prozentsatzes hervorgehen,

Figur 3 einen Vertikalschnitt einer einzelnen Partikel eines oberflächenaktiven Feinpulvers, das einen polymeren fiber zug hat, und-

Figur 4 ein weiteres Diagramm, aus dem die Beziehung zwischen verschiedenen unterschiedlichen Teilen einer Klasse magnetischer Aufzeichnungsmedien gemäß der Erfindung hervorgeht, die sich voneinander hinsichtlich der Menge des dispergierten

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oberflächenaktiven Feinpulvers (hier z.B. Kieselgel) in der Überzugsschicht eines jeden Teils und hinsichtlich der VerschleiP-schutzeigenschaf ten aufgrund des Reibungsfaktors und der abgefallenen Magentpulvermenge unterscheiden.

Fig. 1 zeigt eines Ausfuhrungsform eines magnetischen Aufzeichnungsmediums 10 gemäß der Erfindung. Das Medium 10 besteht aus einer Kombination einer isolierenden Orundschicht 11 und einer Überzugsschicht 12. Die Schichten 11 und 12 sind miteinander verbunden. Die Schicht 12 besteht aus Magnetpulver 13 und einem oberflächenaktiven Feinpulver 15, das in einem Bindemittel 14 dispergiert ist. Im vTesentlichen alle Partikel des oberflächenaktiven Feinpulvers 15 ebenso wie im wesentlichen alle Partikel des Magnetpulvers 13 sind von einer polymeren Schicht 16 eingehüllt und bedeckt. Wie Fig. 1 zeigt, ist das oberflächenaktive Feinpulver 15 allgemein so gewählt,daß seine Partikel kleiner als die des Magnetpulvers 13 sind. Z.B. sind die Partikel des oberflächenaktiven Feinpulvers allgemein kleiner als etwa 50 Millimicron, was typischerweise kleiner als etwa 1/5 der Durchschnittslänge der kürzeren Achse eines allgemeinen Partikels eines Magnetpulyeis wie des Magnetpulver 13 in Fig. 1 ist. Solch ein Größenunterschied bewirkt, daß es in dispergierter Form geeignet ist, um mit ihm das Polymer einer Überzugsschicht ohne wesentliche änderung der gewünschten sogenannten Packungsdichte des Magnetpulvers 13 in einer solchen Überzugsschicht zu füllen, so daß das Vorhandensein des Pulvers 15 die magnetischen Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums 10 allgemein nicht verringert. Bezugnehmend auf Fig. 3 ist die Bindekraft zwischen der gebundenen Polymerschicht 16 und dem Feinpulver 15 sehr groß, so daß die mechanische Festigkeit der Überzugsschicht 12 in einem Band gemäß der Erfindung hoch ist, was die Verschleißschutzeigenschaften des magnetischen Aufzeichnunasmediums 10 begünstigt.

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Das oberflächenaktive .Feinpulver 15 hat allgemein eine sehr geringe mittlere Partikelgröße, so daß seine Dispersionseigenschaft typischerweise ziemlich niedrig ist, jedoch ist seine Partikeloberfläche groß,.so daß seine Adsorptionskraft groß ist. Wenn daher ein oberflächenaktives Feinpulver und ein magnetisches Pulver mit einem polymeren Bindemittel durch einen einfachen üblichen physikalischen Mischvorgang gemischt werden, kann das ■ oberflächenaktive Feinpulver nicht ausreichend und in einem gleichmäßigen Muster eines nicht-agglomerierten Materials in dem Bindemittel dispergiert werden- Wenn ein DisDersionsmittel oder ein Schmiermittel vorhanden ist, neigt das oberflächenaktive Feinpulver dazu,es in dem Bindemittel zu adsorbieren und daher kann das Magnetpulver in dem Bindemittel nicht gleichmäßig dispergiert werden. Daher ist es praktisch unmöglich, das Feinpulver und das Magnetpulver durch einen physikalischen Mischvorgang gleichmäßig in einem Bindemittel zu dispergieren.

Gemäß der Erfindung wird jedoch eine Fluid-Technik angewandt, um die Herstellung von Dispersionen zu erreichen, in denen ein Magnetpulver und ein oberflächenaktives Feinpulver gleichmäßig dispergiert sind.

Ein Magnetband gemäß der Erfindung kann als Substrat bzw. Grundschicht irgendein organisches Polymer haben,das in Form eines stabilen,'ausreichend festen Films oder einer Folie vorhanden ist, wie dies dem Fachmann bekannt ist.

Für die Überzugsschicht eines Bandes gemäß der Erfindung kann man als Ausgangsphase irgendein geeignetes organisches polymeres Material verwenden, das in einem, solchen Maß aufquwellen bzw. gelöst werden kann, daß es vor dem überziehen einer Grundschicht auf eine im wesentlichen fluidische Form in Kombination mit einem Lösungsmittel

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reduziert werden kann. Dies bedeutet, daß solch ein Material in einem Lösungsmittel lösbar bzw. qiaellbar ist. Außerdem müssen das Magnetpulver und das oberflächenaktive Pulver (letzteres überzogen mit einer dünnen, gebundenen polymeren Schicht wie sie beschrieben wird ) darin gleichmäßig dispergierbar sein.

Als Magnetpulver kann irgendein geeignetes Material verwendet werden. Vorzugsweise besteht solch ein Pulver aus einem magnetischen Material, das aus wenigstens einer der Gruppen von magnetischen Oxiden von Eisen und Chrom ausgewählt ist, die in verschiedenen kristallinen und chemischen Formen vorhanden sein können, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Vorzugsweise liegt dieses Material in Pulverform vor und hat eine mittlere Partikelgröße von etwa 600 Millimikron oder etwas mehr, wobei wenigstens etwa 80 Gewichts-% hiervon (basierend auf 100 Gewichts-% Gesamtmagnetpulver) in Form von langgestreckten Körpern mit einem mittleren Verhältnis von Länge zu Breite von etwa 2:1 bis 10:1, 20:1 oder etwas mehr vorliegt, wie dies dem Fachmann bekannt ist.

Das bei der Erfindung verwendete oberflächenaktive Feinpulver kann irgendein geeignetes, vorzugsweise im.wesentlichen unmagnetisches Material sein, das in der Ausgangsphase in einer besonderen Form dispergierbar ist, nachdem es einer Oberflächenbeschichtung mit einem thermoplastischen polymeren Material unterworfen wurde. Typische geeignete oberflächenaktive Feinpulver zeichnen sich dadurch aus, daß sie

(1) eine maximale mittlere Partikelgröße von etwa 5 bis 50 Millimikron haben,

(2) eine Oberfläche von etwa 40 m /g haben,

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(3) im wesentlichen in allgemeinen organischen Lösungsmitteln und in dem Bindemittel völlig- unlösbar s Lnd, und

(4) im wesentlichen alle Partikel mit einer Schicht eines gebundenen thermoplastischen organischen Polymers überzogen sind, wobei die Schichtdicke von etwa 15 bis AO Angström reicht.

Derze'it bevorzugte oberflächenaktive Pulver sind Kieselerde (Kieselgel) und Huß. · : ■

Das gebundene thermoplastische organische' Polymer kann irgendein Polymer sein, das an der Oberfläche eines solchen Pulvers haftet. Ein solches Polymer ist vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel lösbar, so daß die Pulverpartikel in solch einer Lösung dispergiert und dadurch mit dem Polymer überzogen werden können. Beispiele typischer geeigneteer Polymere sind Polyurethan (das derzeit ein bevorzugtes Material ist), Styrol-Butadiencopolymer, Arcrvlonitril-Butadiencopolymer, unvulkanisierte Butadiengummiarten, Vinylhomopolymere wie Polyvinylchlorid und Vinvlcopolymere mit Vinylacetat (das ein weiteres bevorzugtes Material ist) und dergleichen allein oder gemischt mit einem oder mehreren anderen Polymeren.

Es ist zweckmäßig und derzeit vorzuziehen, als Ausgangsgemisch einer Überzugsschicht ein Polymer zu verwenden, das entweder das gleiche wiedas oderähnlich dem Polymer ist, das zum Überziehen der Partikel des oberflächenaktiven Feinpulvers verwendet wird.

Unter diesen Polyurethanen sind lineare Polyurethane vorzuziehen, z.B. solche, die durch Reaktion eines Diisocyanats der Formel OCN-f-CH „-)— NCO, wobei η eine ganze Zahl von 2 bis 12 ist, oder der Formel

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wobei X das Alkvlenradikal oder Sauerstoff darstellt, mit einem der Polyesteroolvole der Formel HOOC —f-CH^-

COOH + HO(CH-^ OH, wobei χ eine ganze Zahl von 2 bis

8 und η eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist, Polvoroovlenglvcol, oder Glycol der Formel HO -+- (CH ) - 0 4- H, wobei m eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist (z.B. Polytetramethvlenglvcol) oder der-gleichen erhalten werden. Im allgemeinen sind diese Materialien auf dem Markt unter den Warenzeichen "Paraprene", "Estane", "Desmopan", "Elastran", "Texicine", "Adiprene" usw. erhältlich.

Als Styrol-Butadiencopolvmer, Acrylonitril-Butadiencopolymer und unvulkanisierter Butadiengummi sind die unter den Warenzeichen "Carifrex" TR-IlOl (Shell-Chemie), "Hycar" 1432J (Japanese Geon) und "Nipol" BR 1441 derzeit auf dem Markt.

Um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung mit in der fiberzugsschicht gleichmäßig verteiltem Pulver herzustellen wird zunächst ein thermoplastisches Polymer in einem organischen Lösungsmittel gelöst und dann ein oberflächenaktives Feinpulver darin dispergiert (das hier manchmal als das verstärkte Bindemittel bezeichnet wird), dann werden ein Magnetpulver mit typischerweise einem Dispersionsmittel, einem Schmiermittel und dergleichen (diese Zusätze sind allgemein bekannt und werden vom Fachmann verwendet) gleichmäßig mit dem verstärkten Bindemittel gemischt, um ein magnetisches Auftragsmaterial herzustellen, das danach auf das Grundmaterial aufgeschichtet und getrocknet wird, um das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung herzustellen.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsdispersion des oberflächenaktiven Feinpulvers in einer Lösung eines Polymers und eines Lösungsmittels wird allgemein beschrieben und anhand des folgenden Beispiels 1 im einzelnen erläutert, ob-

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- 40 -

i?: 174

'■•'ohl jedes cieeiqnete Dispersionsverfahren verwendet '/ore;·.··! kann.

Wie angegeben,werden Magnetpulver ^uvor aesondert mit einem Dispersionsmittel in einem organischen Lösungsmittel wie z.B. Meth"läthvlketon, .^thvlacetat, Cvclr,-hexanon oder dergleichen susnendiert und das Gemisch wird in einer Kuaelmühle etwa 24 Stunden geknetet, um die Magnetpulver gleichmäßig zu dispergieren. Ein verstärktes Bindemittel, das allgemein mit einem Zusatz einer geringen Menae eines Schmiermittels vorgesehen wird, und ein gecren Elektrisierung widerstandstähicres Mittel werden dem aekneteten Gemisch zugesetzt und das sich ergebende Svstem wird während einer Zeitdauer von etwa 24 Stunden weiter geknetet, um ein magnetisches Auftragsmittel· zu biiden. Das so hergestellte magnetische Auftragsmitt-el wird auf ein Grundmaterial zur Bildung eines magnetischen Auf zeichnungsmediuins unter Anwendung eines üblichen Beschichtungsverfahrens wie eines Walzen- oder P.akelstreichverfahrens oder dergleichen aufgeschichtet.

Die Menge des zuaesetzten verstärkten Bindemittels kann durch Vervielfachung einer notwendigen Menge eines üblichen Bindemittels, das kein·Kieselgel enthält, mit dem folgenden Paktor F bestimmt werden:

F = (l// '0(100 + X)

(ΐυο

wobei X den Gewichtsanteil des gefüllten Feinpulvers bezüglich 100 Gewichtsteilen des verstärkten Bindemittels darstellt, während § und <? die Verhältnisse von Gewicht zu Volumen des üblichen Bindesmittels und des gefüllten Kieselgel-Feinpulvers sind. Somit kann unabhängig von der

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ORiGfNAL SMSPEGTID

eingefüllten Menge Kieselgel-Feinpulver, das dem Bindemittel zuzusetzen ist, das Volumen des Magnetpulvers in der Überzugsschicht auf dem magnetischen Aufzeichnungsmedium gegenüber dem Volumen des Bindemittels im wesentlichen konstant gehalten werden.

Bevorzugte Ausführungsformen

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter
erläutert.

Beispiel 1
Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Thermoplastisches Polyurethanharz, hergestellt von
Polymer Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd,

im Handel unter dem Warenzeichen Para-

prene erhältlich

... 100 Gewichtsteile

Lösungsmittel Gemisch aus Methylethylketon und

Cyclohexanon mit einem Gewichtsver-• hältnis von 1:1

... 200 Gewichtsteile

Oberflächenaktives Kieselgel, hergestellt von Degussa Co. Feinpulver und unter dem Warenzeichen "Aerosil"

R-972 im Handel erhältlich.

Eine Reihe von Überzugsschicht-Bindemittelsystemen werden
hergestellt, jedes Bindemittelsystem besteht aus dem
obigen thermoplastischen Polyurethanharz-Bindemittel mit
100 Gewichtsteilen gelöst in 200 Gewichtsteilen des obiaen Lösungsmittels und hat darin dispergiert das obige Kieselerdepulver mit den einzelnen jeweiligen Gewichtsteilen
in, 20, 30, 4O, 5O, 7O und 10O₇ basierend auf 100 Gewichts-

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ORIGINAL INSPECTED

teilen des Polymers (abgekürzt PHR). ,

Das folgende Verfahren wird angewandt:

Thermoplastisches Polymer und Lösungsmittel v/erden in eine Mischvorrichtung, in diesem Beispiel eine Knetmaschine, eingebracht, um das thermoplastische Polymer in dem Lösungsmittel zu lösen.

Bei diesem·Beispiel wird die Menge des thermoplastischen Polymers relativ zu dem Lösungsmittel zu etwa 50 Gewichts-% basierend auf dem Gesamtlösungsgewicht gewählt.

Dann wird das oberflächenaktive Feihpulver zu der so gebildeten Lösung in einer vorbestimmten, wie oben angegebenen Menge zugesetzt. Das Gemisch, das sich in jedem Fall ergibt, wird dann in einer Knetmaschine bei geöffnetem Deckel geknetet.

Die durch das Umwälzen erzeugte Wärme bewirkt eine Verdampfung des Lösungsmittels, was allmählich den Feststoffpegel in der Knetmaschine ansteigen läßt. Dies wiederum führt zu einer größeren mittleren Kraft, die allmählich auf das Gemisch des Polymers und des Pulvers in der Knetmaschine einwirkt. Bei diesem Beispiel v/urde zur Regulierung dieses Verfahrens die Knetmaschine periodisch angehalten, ihr Deckel geschlossen und Wasser auf ihre Außenseite gegossen, um den Inhalt der Knetmaschine auf eine Temperatur in dem Bereich von etwa 40 bis 80 C zu bringen. Zusätzlich wird die Konzentration der gesamten Feststoffe (Polymer und Pulver) in dem Gemisch in der Knetmaschine durch Zusatz weiteren Lösungsmittels eingestellt, so daß der Gesamtfeststoffpegel wenigstens in dem Bereich von etwa 25 bis 55 Gewichts-% bis etwa 90 Gewichts-%, basierend auf dem Gesamtgemischgewicht und vorzugsweise auf etwa 80 Gewichts-% aufrecht erhalten, wodurch verhindert

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ORIGINAL IMSFECTED

wird, daß das Polymer durch Hitze und/oder Umwälzung zu sehr verschlechtert wird. Wenn solche Einstellungen der Temperatur und des Lösungsmittelinhalts nicht durchgeführt werden, hat das Polymer das Bestreben, nicht in gelöster Form zu verbleiben,so daß, wenn ein Bindemittelsystem mit dem darin disoergierten Pulver auf ein Substrat aufgeschichtet wird, das Polvmer gelieren kann, wodurch die Disperson der magnetischen Partikel, die Oberflächenglatte der aufgebrachten Endschicht und manchmal sogar die Bindungs- bzw. Berührungseigenschaften eines Svstems auf dem Substrat verschlechtert werden. Der Grund, weshalb eine Temperatur in dem Bereich von etwa 40 bis 80 C bei diesem Verfahren gewählt wird, besteht darin, daß, wenn die Temperatur niedriger als etwa 40 C gewählt wird, der Mischbereich des Feinpulvers verringert wird, während, wenn die Temperatur höher als etwa 80°C gewählt wird, · das Polvmer sich zu sehr zersetzen kann.

Wenn ein 80 Gewichts-% Feststoffgemisch aus Polymerpulver und Lösungsmittel bei einer Temperatur in dem Bereich von etwa 40 bis 80 C etwa 1 Stunde in der Knetmaschine geknetet wird und danach mit einem Lösungsmittel, das einen Siedepunkt höher als etwa 100 C hat, wie Cyclohexanon, auf einen Feststoffpegel von etwa 25 bis 55 Gewichts-% (vorzugsweise etwa 40 Gewichts-%) verdünnt wird, wird festgestellt, daß das Feinpulver ziemlich gleichmäßig, jedoch etwa unvollständig dispergiert ist, wenn man ein Mikroskopuntersuchung durchführt. Um die Dispersion der Partikel in dem System zu vervollständigen, wird das System in einer Walzenmühle mit drei Walzen etwa 2 bis 3 Stunden weiter geknetet. Solch eine Walzenmühlenbehandlung nach einer Verdünnung vermeidet eine Polymersubstratverschlechterung, wie sie auftreten könnte, wenn die Knetmaschine verwendet werden würde. Wenn bei einem Walzenmahlverfahren der Gesamtfeststoffpegel unter etwa

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25 Gewichts-% liegt, basierend auf dem Gesamtsystemgewicht, so stellt man keine vorteilhafte Mischwirkung aufgrund des Walzenmahlverfahrens bei diesen Anfangsbedingungen fest, während wenn der Gesamtfeststoffpegel über etwa 55 Gewichts-% (gleiche Basis) liegt, ausreichend Hitze erzeugt werden kann, um das Polymer zu sehr zu verschlechtern.

Eine Dispersion aus Kieselerde in einem gelösten Bindemittel,die mittels des oben beschriebenen Verfahrens hergestellt werden kann, wird Vorzugsweise durch den weiteren Zusatz eines Lösungsmittels verdünnt, um der Dispersion die gewünschte Flüssigkeit für die nachfolgende Beschichtung des Substrats mit der Dispersion zu erhalten. Da die Konsistenz der einzelnen Dispersionen charakteristischerweise notwendig stark verschieden sein kann, besteht ein geeignetes Verfahren darin, eine Probe einer Dispersion auf eine Glasplatte aufzubringen, das Lösungsmittel zu verdampfen und die Oberflächenglätte zu untersuchen. Vorzugsweise wird ein Vergleich mit einem nicht-gefüllten, in gleicher Weise hergestellten Überzug des gleichen Polymers durchgeführt. Die Oberflächenglätte der überzogenen, gefüllten Dispersion wird dann durch Lösungsmittelver- . dünnung vor dem Aufschichten optimal gewählt.

Beispiel 2

Die Dispersion mit 40 PHR Kieselerde in gelöstem Polymer, die entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt wird, wird in den Eigenschaften mit einem Bindemittel (b) und einem Bindemittel (c) verglichen. Das Bindemittel (b) wird durch Kneten eines üblichen thermoplatischen Polymers hergestellt, das in einem ÜberzugsSchichtbindemittel mit der Kieselerde des Beispiels 1 verwendet wird, jedoch ohne Lösungsmittel (dies ist den Verfahren ähnlich, die bei der

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Herstellung von vulkanisiertem Gummi angewandt v/erden) . Das Bindemittel (c) wird in Lösungsform wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch ohne Kieselgel, und wird im folgenden manchmal als "nichtgefülltes Bindemittel" bezeichnet. Die folgende Tabelle I zeigt die Ergebnisses dieses Vergleichs. In dieser Tabelle bezieht sich das Bindemittel (a) auf die oben angegebene Kieselerde-Dispersion des Beispiels 1.

	Tabelle I	Binde	Bindemittel	Binde
Eigenschaft		mittel	Binde	mittel
		(C)	mittel	(a)
		Polymer	(b)	Polymer
		löst	ge	löst
	."lethyläthyl-	sich	liert	sich
	keton	voll		voll
		ständig		ständig
Lösungs		Polymer		Polymer
mittel		löst	ge	löst
	Cyclohexanon	sich	liert	sich
		voll		voll
		ständig		ständig

Viscositätskoeffizient

200 cp

200 cp

In der obigen Tabelle I ist der Viscositätkoeffizient in Centinoise (cn) für jede Probe mit einer Cyclohexanonlösung gemessen, in der IO Volumen-% der verstärkten Bindemittelprobe (die Kieselerde ist darin dispergiert) gelöst war.

Wenn solch ein angegebenes verstärktes Kieselerde-Bindemittel des Beispiels 1 als Bindemittel in einem magnetischen Schichtmaterial verwendet wird, zeigt es eine hohe Lösbarkeit,

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und wenn das Magnetpulver in solch einem -Bindemittel dispergiert wird, um solch ein Schichtmaterial herzustellen, muß man vermeiden, daß das System geliert, da die Gel-Bildung die Dispersionseigenschaften des Ilagnetpulvers darin verschlechtert. '

Entsprechend der- Tabelle I ist das verstärkte Bindemittel (a) das gleiche wie das Bindemittel (c) ohne Kieselgel hinsichtlich der Lösbarkeit und des Viskositätskoeffizienten Ein Viskositätskoeffizient von etwa 200 cp ist ein geeignetes Bezugsmaß, bei dem'keine Gel-Bildung auftritt. Das verstärkte Bindemittel (a) ist dem ungefüllten Bindemittel (c) hinsichtlich des Viskositätskoeffizienten gleich. Außerdem zeigt sich, daß ein verstärktes Kieselerde-Bindemittel allgemein keinen größeren Viskositätskoeffizienten als etwa 200 cp unabhängig von der Menge des eingefüllten bzw. darin dispergierten Feinpulvers hat.

Das Bindemittel (b) mit Kieselgel, jedoch ohne Lösungsmittel ist nicht gelöst, sondern nur gequollen.

Wenn 40 PHR Kieselgel unter Umrühren in einer Cyclohexanonlösung mit ungefülltem Bindemittel (c) von 10 Volumen-% dispergiert werden, erhäht sich sein Viskositätskoeffizient auf etwa 1500 cp. Wenn solch eine gefülltes Bindemittel-" system auf ein Substrat aufgeschichtet wird, ist die Oberfläche der gebildeten Schicht schlechter und nicht glatt.

Beispiel 3

Die mechanische Eigenschaft eines verstärkten Kieselerdebindemittels , das nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt wird, ist wie folgt: In Fig. 2 sind die Testergebnisse für eine Reihe von Kieselerde enthaltenden, verstärkten Bindemittelfilmen angegeben, die gemäß der Er- » findung hergestellt wurden. Bei der Herstellung solcher Filme werden zuerst eine Reihe von verstärkten Bindemitteln

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nach dem Beispiel 1 hergestellt. Jedes derartige Bindemittel wird dann in gleicher Weise auf verschiedene Glasplatten aufgetragen, getrocknet, um das Lösungsmittel zu verdampfen, davon abgeschält und dann untersucht.

Die Kurve 1 in Fig. 2 zeigt den Verlauf über einen Bereiche von Kieselerdegehalt, in dem die Beanspruchung und die Verformung einander proportional sind und als das Verhältnis des Elastizitätsmoduls E entsprechend einem Bindemittel, gefüllt mit Kieselgel in jeweiligen Mengen, wie auf der Abszisse angegeben, zu einem Elastizitätsmodul E entsprechend einem kein Kieselgel enthaltenden Bindemittel gemessen sind. Wie sich aus Kurve 1 ergibt, nimmt der Wert des Verhältnisses E/E_p in Abhängigkeit von der Zunahme der in das Bindemittel gefüllten Kieselgelmenge abrupt zu. Wenn die Kieselgelmenge in dem Bindemittel etwa 50 PHR erreicht, wird das Verhältnis von E/E im Vergleich zu dem ungefüllten Bindemittel etwa Siebenmal so groß. Die Verbesserung des Elastizitätsmoduls bei Überzugsschichten von Magnetbändern gemäß der Erfindung steht mit der Verschleißfestigkeit solcher Bänder in Beziehung, wie entsprechende Versuche gezeigt haben.

Wenn die Zugfestigkeit eines Bindesmittelfilms zunimmt (siehe Kurve 1 der Fig. 2), sinkt der Dehnungsprozentsatz allmählich ab (siehe Kurve 2 der Fig. 2). Der Dehnungsprozentsatz steht wie der Elastizitätsmodul eng mit den Verschleißschutzeigenschaften der Magnetbänder gemäß der Erfindung in Beziehung, wie entsprechende Versuche gezeigt haben. Während die Bindemittelfilm-Zugfestigkeit, wie Kurve 1 zeigt, proportional zu der in ein bestimmtes Polymer gefüllten Kieselgelmenge abrupt zunimmt, sinkt der Dehnungsprozentsatz von etwa 700% für den Fall eines nicht-gefüllten Bindemittels ab, wenn die Menge des ein—

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gefüllten Kieselgels zunimmt, und wird niedriger als etwa 100%, wenn die Kieselmenge 100 PHR beträgt. Vom Standpunkt der erwünschten Verschleißschutzeigenschaften und wegen dieses Abfalls des Dehnungsprozentsatzes mit zunehmenden relativen Gewichtsprozenten von Kieselerde, ist es. allgemein vorzuziehen, daß die Kieselgelmenge, die in einen Bindemittelfilm gefüllt (dispergiert) wird, der aus einer. Dispersion wie bei dem oben beschriebenen Beispiel 1 hergestellt wird, in den Bereich von etwa 20 bis 100 PHR fällt.

Beispiel 4
Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Thermoplastisches Butadiencopolymer, das unter dem Polymer Warenzeichen "Hycar" - 1432J von

Japanese Geon im Handel erhältlich ist , · -

.., 100 Gewichtsteile

Lösungsmittel Gemisch aus Cyclohexanon und

Toluen in einem Gewichtsvetfhaltnis von 1:1

... 200 Gewichtsteile

Oberflächenaktives Kieselgel, hergestellt von Degussa Co. Feinpulver und im Handel unter dem Warenzeichen

^: "Aerosil" 200 erhältlich.

Die obige Kieselerde dieses Beispiels hat eine kleinere Partikelgröße als die im Beispiel 1 verwendete, jedoch eine größere Oberfläche. Die Kieselerde dieses Beispiels wird in dem thermoplastischen Polymer dieses Beispiels unter Anwendung des beim Beispiel 1 beschriebenen Verfahren dispergiert, um jeweilige Dispersionen herzustellen, die 10, 20, 30, 40, 50, 70 und 100 PHR Kieselerde enthalten. Danach wird unter

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Verwendung der so hergestellten Dispersionen das Verfahren der Beispiele 2 und 3 wiederholt. Die erhaltenen Testergebnisse sind denen ähnlich, die bei den Beispielen 2 und 3 erhalten wurden, jedoch mit der Ausnahme, daß offensichtlich wegen der größeren Oberfläche allgemeine ein höherer Grad der Verstärkung durch Verwendung der Kieselerde des vorliegenden Beispiels erhalten wird. Verwendet man eine Dispersion dieses Beispiels, die 40 PHR Kieselerde enthält, so zeigt sich, da R das Verhältnis der Elastizitätsmodulen E/E etwa 6 beträgt, was ein ziemlich großer Wert ist. Die sich ergebenden Kieselerdedispersionen haben ausgezeichnete Lösungseigenschaften und gelieren nicht leicht.

Beispiel 5

Um die Gründe für die oben beschriebene erhöhte mechanische Festigkeit zu untersuchen, die bei Überzugsschichten auftritt, die gemäß der Erfindung hergestellt werden, werden die Dispersionen, die durch das Verfahren, des Beispiels erhalten werden, Viskose-Elastizitätsmessungen unterworfen und ihre Glasumwandlungstemperaturen werden beobachtet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II aufgezeichnet:

Tabelle II

In Polymer (PHR) disper- Glasumwandlungsgierte Kieselerdemenge temperatur ( C)

O -20

10 · -20

20 -20

30 -18

40 -17

50 -16

70 " -14

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Die Tatsache, daß der Elastizitätsmodul einer Überzugszusammensetzung, die gemäß der Erfindung hergestellt wird, proportional zur Menge des oberflächenaktiven Feinpulvers zunimmt, das darin dispergiert wird, bedeutet, daß die molekulare Kette des thermoplastischen Polymers an der Oberfläche dieses Pulvers haftet, während die Tatsache, daß die Glasumwandlungstemperatur eines 'solchen Polymer/ Pulvergemischs proportional zu der Menge dieses Pulvers . zunimmt, das darin dispergiert ist, zeigt, daß (bezugnehmend auf ^ig. 3) an der Oberfläche oder dem Außenumfang von im wesentlichen allen Partikeln des oberflächenaktiven Feinpulvers, für das die Partikel 15 repräsentativ ist, charakteristischerweise eine gebundene Polymerschicht 16 gebildet wird. Diese Polymer/Pulverzusammensetzung hat eine höhere Glasumwandlungstemperatur als das keine Kieselerde enthaltende thermoplastische Polymer selbst.

Es wird angenommen, daß das thermoplastische Polymer (hier ein Polyurethan) an der Oberfläche des Feinpulvers durch Wasserstoffbindung entsprechend der folgenden Struktur haften kann:

— Si - OH O = C

Wasserstoffbindung

Wasserstoffbindung

Der Verstärkung.smechanismus, der durch mehrere Partikel

15 geschaffen wird, von denen jedes eine gebundene Schicht

16 hat, die ganz in einer polymeren Matrix dispergiert ist,

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ist somit auf die Schicht 16 auf den einzelnen Partikeln 15 zurückzuführen.

Die tatsächliche Dicke der gebundenen Polymerschicht 16 wird aufgrund der Messung der Dielektrizitätskonstanten auf etwa 20 bis 30 Angström geschätzt. Der Durchmesser bzw. die Korngröße einer (unbeschichteten) Feinpulverpartikel 15 reicht von etwa 8 bis 50 Millimikron, wie dies für im Handel erhältliche Kieselgele üblich ist.

Beispiel 6

Um zu zeigen, daß das organische Polymer, das die Matrix einer Überzugsschicht eines Magnetbandes umfaßt, ein Gemisch von polymeren sein und duroplastisch sein kann, ist das folgende Beispiel vorgesehen:

Um Kieselerde in thermoplastischem Harz zu disnergieren, wird das Verfahren des Beispiels 1 durchgeführt. Dann wird eine nach dem Beispiel 1 hergestellte und etwa 4O PHR Kieselerde enthaltende Dispersion mit einem hitzehärtbaren Polymer gemischt, so daß die sich ergebende Disperson etwa 70 Gewichts-% Polyurethan, das im Beispiel 1 angegeben ist, und etwa 30 Gewichts-% hitzehärtbares Polymer (basierend auf 100. Gewichts-% Gesamtpolymer) enthält. Die Zusammensetzung des dazugesetzten hitzehärtbaren Polymers ist wie folgt:

Polyurethan Polymer: Im Handel von Bayer Chemical Co.

unter dem Warenzeichen "Desmophen" 800 erhältlich .

... 1 Gewichtsteil

Diisocyanat Im Handel von der Bayer Chemical Co.

unter dem Warenzeichen "Desmodur" L erhältlich

... 1,5 Gewichtsteile

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Entsprechend dem in Beispiel 3 angegebenen Verfahren zur Messung der Eigenschaft wird das Verhältnis E/fe.^ der Elastizitätsmodule der so hergestellten verstärkten Üherzugsschicht zu etwa 27 festgestellt, was zeigt, das eine Überzugsschicht gemäß der Erfindung hinsichtlich des- EIastizitätsmoduls durch'Hitzehärten der Matrix weiter verbessert wird, verglichen mit einem Verhältnis E/E_"von etwa 5 für ein verstärktes Kieselerdebindemittel ohne Hitzehärtung des darin enthaltenten Polymers. In der Praxis erweisen sich die Verschleißschutzeigenschaften eines so hergestellten Magnetbandes mit einer vernetzten, duroplastischen Matrixphase in der Überzugsschicht als ausgezeichnet.

Beispiel 7

Das folgende Beispiel erläutert die verwendung der,verschiedenen Kieselerdedispersionen in thermoplastischen Polymer/Lösiingsmittelsystemen, die entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt wurden, um Magnetbänder mit Verschleißschutzeigenschaften zu erzeugen:

Die folgenden Ausgangsmaterialien wurden verwendet:

Gamma-Fe₂O_-Magnetpulver Kieselerde/Polymerdispersion (Trockengewichtsbasis)

Dispersionsmittel: Lecithin

Schmiermittel: Olivenöl Gegen Elektrisierung widerstandsfähiges Mittel (Elegan FD von Nippon Oils & Fats Co. Ltd.)

100 Gewichtsteile

20 Gewichtsteile 1 Gewichtsteil
1 Gewichtsteil

0,2 Gewichtsteile

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Das Herstellungsverfahren ist wie folgt:

Das Magnetpulver und das Dispersionsmittel v/erden mit einem Lösungsgemisch der in Beispiel 1 angegebenen Art durch etwa 24 Stunden langes Kneten in einer Kugelmühle gemischt, um eine gleichmäßige Dispersion der Feststoffe in der organischen Flüssigkeit zu erzeugen.

.Teder Kieselerdedispersion in dem Polymer/Lnsungsmittelsystem entsprechend Beispiel 1, die die jeweiligen dort angegebenen Kieselerde-PHR-Werte hat, wird das Schmiermittel und das gegen Elektrisierung widerstandsfähige Mittel unter Mischen zugesetzt, um ein gleichmäßiges Dispersionssystem zu erhalten.

Jedes sich so ergebende Dispersionssystem wird einer Magnetpulverdispersion zugesetzt und das kombinierte Gemisch wird außerdem 24 Stundenlang geknetet, um ein magnetisches Schichtmaterial zu erhalten. Das Schichtmaterial wird dann auf ein Substrat aufgetragen und der gebildete Film kann dann trocknen, wodurch das gewünschte Magnetband geschaffen wird. Das hierbei verwendete Substrat ist Polyäthvlenterephthalat.

Wenn jedes der so hergestellten Magnetbänder in einem Bandgerät geprüft wird, zeigen alle Bänder gute Verschleißschutzeigenschaften. Jedoch kann das mit weniger als 20 PHR Kieselgel hergestellte Band einen unzulässig schwierigen Lauf haben oder zu einem kontinuierlichen Lauf nicht in der Lage sein, was ein Verhalten ist, das ähnlich dem ist, das bei einem Band beobachtet wird, das eine keine Kieselerde enthaltende Überzugsschicht trägt, die mit dem gleichen unbehandelten Polyurethanharz hergestellt ist, das beim Beispiel 1 verwendet wird, und was ein Verhalten ist, das für Magnetbänder

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; 2317469

mit relativ weichen Überzugsschicht-Bindemitteln charakteristisch ist. Das Problem besteht darin, daß der Reibungskoeffizient bei weichen (z.B. nicht ausreichend verstärkten bzw. vernetzten) Bindemitteln zu hoch für normale Bandtransporte ist.

Beispiel 8

Dieses Beispiel erläutert Betriebseigenschaften-eines gemäß der Erfindung hergestellten Magnetbandes.

In Fig. 4 zeigt die Kurve 3 die Laufkennlinie verschiedener Magnetbänder, die entsprechend dem Beispiel 7 hergestellt wurden, "in Beziehung zu ihrem Reibungskoeffizienten, während die Kurve 4 die Verschleißschutzeigenschaften dieser Magnetbänder zeigt. Die Verschleißfestigkeit wird hierbei von der abgefallenen Menge des Magnetpulvers ber stimmt, die durch die Reibung während des Laufs des Ban-: des durch ein Testbandgeräthervorgerufen wird* Wie die Kurve 4 zeigt, nimmt bei Zunahme der eingefüllten Kieselgelmenge die abgefallene Menge ab, wenn jedoch die eingefüllte Kieselgelmenge bis etwa 100 PHR zunimmt, nimmt die abgefallene Menge wieder zu.

Die folgende Tabelle III zeigt verschiedene Eigenschaften eines Magnetbandes gemäß der Erfindung, wobei die Überzugsschicht 70 PHR Kieselgel enthält, im Vergleich zu verschiedenen üblichen Magnetbändern. ; :

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Tabelle III

Eigenschaft	Magnetbandprobe	1 (Erfin dung)	2 (unge füllt)	3 (handels üblich)	4 (handels üblich)
Abgefallene Mjenge χ 10~6g	14Ο	27O	3OO	350
Anzahl der Band benutzungen bis zur Kopfver stopfung	mehr als 1OO	— ι	tehr als 1OO	mehr mals
Reibungs koeffizient	O,21	O,35	O,23	O,25
Laufeigenschaft	gut	Lauf wird nach zehn maliger Benutzung unmöglich	gut	gut
Kotjfabnutzuna in Mikron/25Std	1,5	—	3	-

In Tabelle III ist die Probe 1 ein Magnetband gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Überzugsschicht des Beispiels 1 mit 4O PHR Kieselerdepulver, die Probe 2 ist ein Magnetband unter Verwendung einer Überzugsschicht ähnlich der der Probe 1, das jedoch keine Kieselerde enthält, die Probe 3 ist ein übliches Magnetband, das in der Wberzugsschicht eine geringe Menge Chromtrioxid als Schleifmittel enthält, und die Probe 4 ist ein Band ähnlich dem der Probe 3, das jedoch kein Chromtrioxid enthält.

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Außerdem gibt die Tabelle III unter "abgefallene Menge" die Gesamtmenge des Magnetpulvers in Gramm an, das von einem Magnetband mit einer Breite von 6,35 mm abgefallen ist, das auf eine Spule mit einem Durchmesser von 177,8 mm aufgewickelt und fünfmal durch ein Tonbandgerät gelaufen ist. Die Tabelle III gibt auch unter "Anzahl der Bandbenutzungen bis zur Kopfverstopfung¹¹ die Anzahl der Zyklen wieder, die eine bestimmte Länge des Magnetbandes in einem Heimbandgerät durchführen kann, um eine wiederholte Wiedergabe durchzuführen, ohne daß der Aufzeichnungsmagnetkopf durch abgefallenes Magnetpulver von diesem Stück Magnetband so verstopft wird, daß die Wiedergabe von dem Band durch den Konf nicht mehr durchgeführt werden kann; Dies ist eine wichtige Eigenschaft für ein Magnetband. Außerdem gibt die Tabelle III unter "Kopfabnutzung" an, wie weit der vorstehende Teil eines Videoaufnahmekopfes durch den kontinuierlichen Durchlauf der Überzugsschicht des Magnetbandes pro Zeiteinheit vermindert wird (in Mikron pro 25 Std). Alle diese Eigenschaften in Tabelle III sind Faktoren, die die Verschleißschutzeigenschaften eines bestimmten Magnetbandes erläutern.

Wie die Tabelle III zeigt, sind die abgefallene Menge, der Reibungskoeffizient und die Kopfabnutzung bei Verwendung eines Magnetbandes gemäß der Erfindung überraschenderweise alle verbessert.

Beispiel 9

Das folgende Beispiel erläutert die Verwendung verschiedener Kieselerdedispersionen in thermoplastischen Polymer-Lösungsmittelsystemen, die entsprechend dem Beispiel 4 hergestellt wurden, um Magnetbänder gemäß dLer Erfindung herzustellen, die Verschleißschutzeigenschaften haben:

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-· 27 -

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Co-Garama-Fe_0--Magnetpulver ... 100 Gewichtsteile

Kieselerde/Polymerdispersion

(Trockengewichtsbasis) ... 20 Gewichtsteile

Dispersionsmittel

Talkdiamindioleat (TDO), hergestellt von Lion-Armour Co.Ltd.) ... 2 Gewichtsteile

Schmiermittel

Armid HT (hergestellt von Lion-

Armour Co. Ltd.) ... 0^1 Gewichtsteile

Gegen Elektrisierung widerstandsfähiges Mittel (hergestellt von
Lion-Armour Co. Ltd.) ... 0,2 Gewichtsteile

Das angewandte Herstellungsverfahren ist beim Beispiel 7 angegeben und die Grundschicht ist Polyäthvlentereohthalat.

Wenn jedes der so hergestellten Magnetbänder in einem Bandgerät geprüft wird_r haben alle Bänder gute Verschleißschutzeigenschaften. Insbesondere wenn ein Band, bei dem die Überzugsschicht 40 PHR Kieselgel enthält, mit verschiedenen üblichen Magnetbändern in der zuvor beim Beispiel 8 für eine Dispersion des Beispiels 1 beschriebenen Weise verglichen wird, zeigt sich, daß die KopfVerstopfung, die abgefallene Menge und die Kopfabnutzung allgemein denjenigen des in Beispiel 8 ausgewerteten erfindungsgemäßen Bandes entsprechen. Gleiche Ergebnisse werden erhalten, wenn die tfberzugsschicht Kieselgelmengen von etwa 20 bis 1OO PHR enthält.

Beispiel 10

Das folgende Beispiel erläutert die Herstellung eines Magnetbandes gemäß der Erfindung unter Verwendung einer 40 PHR-Kieselerdedispersion in einem hitzehärtbaren Polymer/Lösungsmittelsystem, das wie im Beispiel 6 beschrieben hergestellt wird.

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Eine Magnetpulverdispersion wird nach dem Verfahren des Beispiels 7 unter Verwendung des Hagnetpulvers und des Dispersionsmittels des Beispiels 9 hergestellt und dann mit der Kieselerdedispersion in der hitzehärtbaren Poly-, merdispersion gemischt. Dann x*;ird ein Magnetband hergestellt, wobei das sich ergebende Überzugsmaterial auf einen Polyäthylenterephthalatflim aufgetragen wird.

Wenn das Band hinsichtlich der Verschleißschutzeigenschaften ausgewertet wird, stellt man fest, daß das sich ergebende Band Verschleißschutzeigenschaften etvra gleich denen des Beispiels 9 hat. Zusätzlich tritt eine Verbesserung der Bandlaufeigenschaft im Vergleich zu dem Band des Beispiels 9 auf.

Beispiel 11

Dieses Beispiel erläutert Magnetbänder unter Verwendung von Chromoxidmagnetpulver.

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Chromoxid (CrO )-Magnetpulver ... 100 Gewichtsteile

Kieselerde/Polymerdispersion

(Trockengewichtsbasis) ... 20 Gevichtsteile

Dispersionsmittel, Duomeen T
(hergestellt von Lion-Armour

Co., Ltd.) ... L Gewichtsteil

Olivenöl " . ... 1 Gewichtsteil

Bei Anwendung des Verfahrens des Beispiels 1 und bei Verwendung eine Polvurethanharzes als thermoplastisches Polymer, das von Goodrich hergestellt wird und handelsüblich unter dem Warenzeichen Estane 5740x150 erhältlich ist, bei Verwendung einer von Degussa hergestellten und unter dem Warenzeichen Aerosil R-972 im Handel erhältlichen Kieselerde als oberf lächenalctives Feinpulver und bei Verwendung

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^ 3 1 7 A Q

des lemischs des Beispiels 1 als Lösungsmittel werden jeweils 20, 30 und 70 PHR enthaltende Dispersionen hergestellt. Mit jeder solchen Dispersion wird die oben angegebene relative Menge Olivenöl aemischt.

Bei Anwendung des Verfahrens des Beispiels 7 und unter Verwendung des Magnetpulvers und der bei dem vorliegenden Beispiel oben angegebenen Dispersion wird eine gleichmäßige Dispersion von Feststoffen in organischem Fluidum hergestellt.

Jeder Bestandteil der obigen beiden Klassen von Dispersionen wird mit einem Bestandteil der anderen Klasse in der beim Beispiel 7 angegebenen Weise durch Kneten gemischt, um Magnetüberzugsmaterialien zu erzeugen. Jedes solche Überzugsmaterial wird auf ein Substrat aufgetragen und die Überzugsschicht kann dann trocknen, so daß ein gewünschtes Magnetband hergestellt wird. Das hierbei verwendete Substrat ist Polväthvlenterephthalat.

Wenn jedes der so hergestellten Magnetbänder ausgewertet wird, wird festgestellt, daß diese Bänder eine hohe magnetische Dichte und höhere elektromagnetische Umwandlungseigenschaften haben. Zusätzlich ist bei diesen Bändern die Magnetkopfabnutzung auf einen Wert typischerweise im Bereich von etwa ein Drittel bis ein Fünftel desjenigen verringert, der bei keine Kieselerde enthaltenden Chromoxidmagnetbändern bekannter Art auftritt, die Verschleißschutzeigenschaften, die bei Gamma-Eisenoxidbändern gemäß der Erfindung auftreten, gehen jedoch nicht verloren.

Man nimmt an, daß die Verbesserung der Verschleißschutzeigenschaften von Chromoxidmagnetbändern gemäß der Erfindung, die in der obigen Weise hergestellt werden, auf ihr erhöhtes Elastizitätsmodulverhältnis E/E infolge des Verstärkungseffekts zurückzuführen ist, der durch das oberflächenaktive Feinpulver hervorgerufen wird, während diese

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ORIGINAL

- 3O -

■? 3.1 7 4 09"

Bänder zugleich auch große Dehnungsprozentsätze haben, so daß diese Bänder gute Verschleißschutzeigenschaften und die Fähigkeit, große Stöße aufzunehmen, die durch den 'lagnetkopf beim Betrieb verursacht werden.

Die Ergebnisse verschiedener Untersuchungen dieser derart hergestellten chromoxiden Magnetbänder sind in der folgenden Tabelle IV angegeben:

Tabelle IV

Eigenschaft	1	Probe	2	3	4	5
Anzahl der Band benutzungen bis KopfVerstopfung auftritt	gut	gut		- _	gut
Laufeigenschaft	gut	gut	Laufei genschaft wird un möglich nach zwanzig- mal.igem Durch lauf	Laufei- genschaf wi rd un möglich nach sieben maligem Durch lauf	gut t
Kopfabnutzung (in Tiikron/Std)	1-2	1-2	1-2	1-2	7-10

Die Proben (1), (2) und (3) in Tabelle IV sind Magnetbänder mit einer Überzugsschicht, die jeweils 70,.30 und 20 PHR der in diesem Beispiel verwendeten Kieselerde. Die Probe (4) ist ein Magnetband ähnlich den Proben (1), (2) und (3), jedoch unter Verwendung keiner solchen Kieselerde, und die Probe (5) ist ein Beispiel eines üblichen Chromoxidmagnetbandes. Die Eigenschaften in Tabelle IV wurden vorher beschrieben (siehe Beispiel 8).

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ORlGtMAL INSPECTED

^ 3 1 7 4 O

Gemäß Tabelle IV werden, wenn die Kieselerdemenge in der nberzugsschicht von etwa 3O bis 70 PHR erreicht, der Lauf und die Kopfversteifung der Proben (1), (2) und (3) nicht verschlechtert, und die Koofabnutzung wird überraschenderweise auf einen Wert von etwa 1/3 bis 1/5 des Wertes beim Stand der Technik vermindert, so daR die Proben als ausgezeichnete Verschleißschutzeigenschaften aufweisend angesehen werden können.

Beispiel 12

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Thermoplastisches Gemisch aus vinylchlorid-vinylacetat-Polymer copolymer mit Butadiencopolymer

Lösungsmittel Gemisch aus Cyclohexanon mit Toluen

in einem Gewichtsverhältnis von 1:1

Oberflächenaktives Ruß, im Handel unter dem Warenzeichen Pulver "Diablack G" von Mitsubishi Chemical

Industries Ltd. erhältlich.

Das Polymergemisch besteht aus 25 Gewichts-% VAGH (im Handel von Union Carbide Corporation erhältlich) und 75 Gewichts-% Hvcar 1432J (im Handel von Japanese Geon erhältlich).

Eine Reihe von überzugsschichtbindemittelsystemen werden hergestellt, jedes System bestehend aus dem obigen vinvlconolymersvstem mit jeweils 20, 30, 40, 50, 70 und 100 PHR RuP. Alle Systeme werden nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt.

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Beispiel 13

Die Dispersion von 40 PHR RuR in gelöstem Copolymer, hergestellt wie beim Beispiel 12, wird mit einer Probe (b) und einer Probe (c) unter Anwendung des Verfahrens des Beispiels 2 verglichen.

Die Probe (b) ist eine Bindemitteldispersion, die durch Kneten des vorhandenen thermoplastischen Harzes mit dem vorhandenen Ruß, jedoch ohne Verwendung eines Lösungsmittels hergestellt wird (dies■ist den Verfahren ähnlich, die bei der Herstellung von vulkanisiertem Gumme angewandt werden). Die Probe (c) ist ein Bindemittel ähnlich der Probe (a), jedoch ohne Ruß, und kann als "ungefülltes Bindemittel" bezeichnet werden.

Die folgende Tabelle -V zeigt die Ergebnisse dieses Vergleichs. In der Tabelle bezieht sich die Probe (a) auf die oben angegebene Rußdispersion des Beispiels 12.

Tabelle V-

Eigenschaft	Toluen	Probenbezeichnung	Probe (C)	• Probe (b)	Probe . (a)
Lösbar keit	Cyclo- "hexanon	Polymer löst sich voll ständig	ge liert	Polvmer löst sich voll ständig
'"iskosität		Polymer löst sich voll ständig	ge liert	Polymer löst sich voll ständig
	400 cp	-	v40O cp

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Wenn das angegebene verstärkte Rußbindemittel des Beispiels 12 als Bindemittel für eine magnetische Überzugsschicht verwendet wird, zeigt ein solches Bindemittel eine hohe Lösbarkeit. Man sollte ein Gelieren dieses Bindemittels vermeiden, um eine Verschlechterung der Dispersion des darin dispergierten Magnetpulvers zu vermeiden.

Der Stand der Technik lehrt, daR Rußpulver Harz im Verhältnis von etwa 20 Gewichtsteilen Ruß : 100 Gewichtsteilen Harz zugesetzt werden kann, um den elektrischen Widerstand in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium zu vermindern. Nach dem Stand der Technik wird ein Ruß mit einer größeren Partikelgröße als bei der Erfindung verwendet. Außerdem sollte man bei der Erfindung die Verwendung von dispergierten RuRmengen in dem Harz vermeiden, die eine Erhöhung der Elektrisierung in einem damit hergestellten Magnetband verhindern, da sich sonst erwünschte Bandeigenschaften verschlechtern. Daher sollte bei der Durchführung der Erfindung die verwendete Rußmenge unter etwa ion PHR liegen. Wenn die Rußfeinpulvermenge auf einen Wert größer als etwa 100 PHR erhöht wird, tritt bei einem mit Ruß gefüllten Magnetschichtmaterial außerdem die Neigung zum Gelieren auf, was die Dispersion des Magnetpulvers in dem Überzugsmaterial verschlechtert und die Glätte der Oberfläche einer hiermit gebildeten Überzugsschicht nachteilig beeinflußt.

Wenn dagegen jedoch dispergiertes Rußpulver (entsprechend der Lehre der Erfindung) in einer Überzugsschicht mit einem Wert von etwa 20 PHR vorhanden ist, tritt nahezu keine Verbesserung gegenüber nicht mit Ruß gefüllten Systemen in den fertigen Magnetbändern auf.

Es ist daher vorzuziehen, in Magnetbändern gemäß der Frfindung, die unter Verwendung von Ruß hergestellt werden,

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eine RuRmenge von etwa 30 bis 100 PHR zu verwenden. In diesem Bereich zeigen die fertigen Magnetbänder allgemein einen niedrigen elektrischen Widerstand und ausgezeichnete Verschleißschutzeigenschaften und niedrige Kopfabnutzung.

Beispiel 14
Die folgenden Ausgangsmaterialien v/erden verwendet:

Gamma-Fe_0_-Pulver

RuR/Polymerdispersion (Trockengewichtsbasis)

Duomeen T (als Dispersionsmittel)

Olivenöl (als Schmiermittel)

... 100 Gewichtsteile

... 25 Gewichtsteile

... 1 Gewichtsteil

... . 1 Gewichtsteil

Die verwendete Ruß/Polymerdispersion enthält 40 PHR RuR ähnlich der im Beispiel 13 angegebenen Art, und der Polymer anteil hiervon ist ein Polyurethan ähnlich der in Beispiel 1 angegebenen Art. Diese Dispersion wird nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt.

Eine Dispersion des .Magneteisenoxids in organischer Flüssigkeit wird mit der im Beispiel 7 angegebenen Art verglichen, und die Dispersion wird mit der obigen Ruß/ Polymerdispersion zur Herstellung eines .Magnetschichtmaterials Intensiv gemischt. Dieses Schichtmaterial wird auf einen Polväthylenterephthalatfilm aufgetragen und getrocknet, um ein Magnetband gemäß der Erfindung herzustellen. Dieses Band wird dann hinsichtlich der Verschleißschutzeigenschaften untersucht und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI zusammengefaßt:

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Tabelle VI

Eigenschaft	(D	Probennummer	aut	(3)
Anzahl der Banddurch	,	(2)
läufe, bis KopfVer		Bei einer An	3	out
stopfung auftritt		zahl niedriger		( loo)
		als 10 tritt	109
		Kopfverstopfunq
Laufeigenschaft	Lauf	auf
	un		gut
	möglich
Kopfabnutzung	_	1,5
(in Mikron/25 Std)
Elektrischer	>io12	5 χ 108
Widerstand
(Ohm-cm)

In der obigen Tabelle VI besteht die Probe (1) aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedium ohne Ruß in einer PoIvurethanüberzugsschicht, die Probe (2) aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, in dem 25 PHR Ruß dispergiert sind; dieses Medium wurde unter Anwendung eines bekannten Verfahrens zur Herstellung eines magnetischen Schichtmaterials hergestellt, das zur Vermeidung einer Elektrisierung des fertigen, hiermit überzogenen Magnetbandes geeignet ist. Die Probe (3) ist ein Magnetband, das entsprechend den obigen Anaaben dieses Beispiels heraestellt wurde.

Wie die Tabelle VI zeigt, hat das magnetische Aufzeichnungsmedium, das nach dem Beispiel hergestellt wird, eine verminderte KopfVerstopfung und die Kopfabnutzung ist auf etwa den halben Wert derjenigen des Standes der Technik vermindert, wobei auch ein geringer elektrischer Leitfähigkeits-

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effekt auftritt, der durch, den Ruß hervorgerufen wird..

Die folgende Tabelle VII zeigt die Laufeigenschaft (siehe Tabelle VI) des magnetischen AufZeichnungsmediums, das nach diesem Beispiel hergestellt wird, in Beziehung zu seinem Reibungsfaktor und seiner abgefallenen Menge, Wenn die Menge des in der Überzugsschicht dispergierten Rußes zunimmt, nimmt die abgefallene Menge des Magnetpulvers ab und dann bei etwa 1OO PHR Ruß wieder zu. .

Tabelle VII '

Eigenschaft	Probennummer	1	2	3	4
Reibungsfaktor Abgefallene Menge des Magnetpulvers χ 10"6g	0,40 300	0,30 ; 350	0,17 : 150 :	0,20 170

Beispiel 15 Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Chromoxidmagnetpulver

Kieselerde/Ruß/Polymerdispersion (Trockengewichtsbasis) Lecithin als Dispersionsmittel Olivenöl als Schmiermittel

100 Gewichtsteile

25 Gewichtsteile

2 Gewichtsteile

1 Gewichtsteil

Die Kieselerde/RuR/Polymerdispersion enthält 30 PHR Ruß (im Handel unter dem Warenzeichen Diablack G von Mitsubishi Chemical Industries Ltd. erhältlich) und 10 PHR Kieselgel (im Handel unter dem Warenzeichen Aerosil 200 von Degussa

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erhältlich). Der Polymeranteil hiervon ist ein Gemisch von Vinylchlorid/Vinylacetatcopolymer, das 25 Gewichtsteile VAGH (im Handel von Union Carbide Corporation erhältlich) und Butadiencopolymer mit 75 Gewichtsteilen Hycar 1432J (im Handel von Japanese Geon erhältlich) enthält. Die Dispersion wird nach dem oben im Beispiel 4 angegebenen Verfahren hergestellt.

Es wird eine Dispersion von Magnetchromoxidpulver in organischer Flüssigkeit in der beim Beispiel 9 angegebenen Weise hergestellt und diese Dispersion wird mit der obigen Kieselerde/Ruß/Polymerdispersion intensiv gemischt, um ein magnetisches Material herzustellen. Dieses Schichtmaterial wird auf einem Polväthvlenterephthalatfilm aufgetragen und getrocknet, um ein Magnetband gemäß der Erfindung herzustellen.

Das Chromoxidmagnetpulver selbst hat eine größere Leitfähigkeit als das Gamma-Fe.,0-. des Beispiels 7, jedoch wird sein

10 elektrischer Oberflächenwiderstand größer als 10 Ohm-cm, wenn es in die Überzugsschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums eingebracht wird, so da« es erwünscht ist, den elektrischen Oberflächenwiderstand durch irgendwelche

Mittel auf etwa 10 Ohm-cm zu vermindern. Bei diesem Beispiel wird die Menge des dispergierten Rußes unter diejenige vermindert, die bei dem Beispiel 7 verviendet wird, und das Kieselgel wird zugesetzt. Man nimmt an, daß der hohe Verstärkungseffekt von Kieselerde und der elektrische Leitfähigkeits- und Verstärkungseffekt von Ruß sich überraschenderweise miteinander verbinden. Auf jeden Fall hat das fertige Magnetband verbesserte Verschleißschutzeigenschaften, wie sich dadurch ergibt, daß (a) seine KopfVerstopfung kein Problem bereitet, wenn die Wiederholungszahl der Transporte des magnetischen Aufzeichnungsmediums mehr als 2OO überschreitet, (b) der elektrische Oberflächen-

widerstand etwa 1 χ 10 Ohm-era beträgt, und (c) seine Kopfabnutzung auf 2 Mikron/Std vermindert wird (während diejenige des Standes der Technik im Bereich von etwa 7 bis 10 Mikron/Std. liegt).

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Claims (10)

1. P atentan s prüc. he

   Magnetisches AufZeichnungsmedium mit einem Grundmaterial und einer Überzugsschicht auf diesem, dadurch gekennzeichnet", daß die Überzugsschicht aus einem Bindemittel, einem in dem Bindemittel dispergierten Magnetpulver und einem oberflächenaktiven Feinpulver, das mit einer gebundenen Polymerschicht verbunden und in dem Bindemittel dispergiert ist, besteht, und daß die gebundene polymere Schicht ein thermoplastisches Polymer ist.
2. 2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß das gebundene Polymer ein thermoplastisches Polymer ist.
3. 3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Feinpulver aus der aus Kieselerde und Ruß bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
4. 4. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einem'thermoplastischen Polymer und einem hitzehärtenden Polymer besteht.
5. 5. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einem thermoplastischen Polymer mit einem darin in einer Menge von etwa 20 bis 100 PHR bezüglich der Gesamtmenge thermoplastischen Polymers dispergierten oberflächenaktiven Feinpulver besteht. ■
6. 6. Aufzeichnungsmedium nach" Anspruch 5, dadurch, gekennzeichnet, daß die Glasumwandlungstemperatur der gebundenen Polymerschicht höher als die des thermoplastischen Polymers in dem Bindemittel ist.

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7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daR das thermoplastische Polymer in einem Lösungsmittel gelöst und die Lösung mit einem oberflächenaktiven Feinpulver geknetet wird, um eine gebundene Polymerschicht um das oberflächenaktive Feinpulver zu bilden.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Knetprozeß bei einer Temperatur von etwa 4O bis 8O°C durchgeführt wird.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Pulver wenigstens Kieselerde oder Ruß ist.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Pulver zu etwa 20 bis 100 PHR für das Polymer gewählt wird.

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