DE2317409C3

DE2317409C3 - Magnetaufzeichnungsmedium und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2317409C3
Application number: DE19732317409
Authority: DE
Inventors: Takashi Shimouma
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1972-04-07
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1981-11-12
Also published as: NL7304945A; CA1042277A; FR2181874B1; GB1431854A; IT983703B; DE2317409A1; DE2317409B2; FR2181874A1

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Bei Verwendung solch eines magnetischen Aufzeichnungsmediums in Form eines Magnetbandes für Video- und Tonbandgeräte treten infolge der Berührung der Überzugsschicht mit Magnetköpfen Verschleißerscheinungen auf. Um die Verschleißfestigkeitseigenschaften eines solchen Aufzeichnungsmediums zu verbessern, ist es bekannt, ein organisches Schmiermittel im halbfesten oder flüssigen Zustand mit dem Bindemittel zu mischen. Wenn die Menge des zugesetzten Schmiermittels ausreicht, um die Verschleißfestigkeitseigenschaften zu verbessern, breitet sich das Schmiermittel auf der Oberfläche des Überzugs aus, so daß der Abstand zwischen einem Magnetkopf und der Überzugsschicht vergrößert und damit die Wiedergabe von Signalen verschlechtert wird.

Es ist auch bekannt, Feststoffpulver wie Molybdänsulfit als Schmiermittel mit dem Bindemittel zu mischen. Bei Verwendung einer ausreichenden Menge Schmiermittels wird jedoch die Menge des magnetischen

Pulvers pro Volumeneinheit der Überzugsschicht so stark verringert, daß die Magnetflußdichte zu niedrig und die Qualität eines aufgezeichneten Signals verschlechtert wird.
Aus der US-PS 36 30 910 ist es auch bekannt, ein

ίο Pulver hoher Härte wie z. B. !Carborundum, Chromtrioxyd oder dergleichen mit dem Bindemittel zu mischen.

Bei solchen Aufzeichnungsmedien tritt jedoch eine übermäßige Magnetkopfabnutzung auf.

Aus der DE-AS 12 85 004 schließlich ist es bekannt, zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums bei der Dispersion eines magnetischen Eisenoxyds in einem organischen Lösungsmittel oberflächenaktive Stoffe zu verwenden, die im allgemeinen jedoch eine sehr geringe mittlere Partikelgröße haben, so daß ihre Dispersionseigenschaften gering sind, jedoch eine solche Partikeloberfläche, daß ihre Adsorptionskraft groß ist Wenn daher ein oberflächenaktiver Stoff und ein magnetisches Pulver mit einem polymeren Bindemittel gemischt werden, wird der oberflächenaktive Stoff nicht ausreichend und gleichmäßig in dem Bindemittel dispergiert Wenn z.B. zusätzlich ein Schmiermittel verwendet wird, adsorbiert der oberflächenaktive Stoff dieses, so daß sich ebenfalls keine gleichmaßige Dispersion des Magnetpulvers im Bindemittel ergibt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verschleißfestes magnetisches Aufzeichnungsmedium der eingangs genannten Art zu schaffen, das im Betrieb mit ihm zusammenwirkende Aufzeichnungs- und Wiedergabeköpfe möglichst wenig abnutzt

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verfahren zur Herstellung des Aufzeichnungsmediums ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die verbesserten Verschleißfestigkeitseigenschaften des Aufzeichnungsmediums werden im folgenden an Hand des verbesserten Elastizitätsmoduls, des verminderten Reibungskoeffizienten auf der Überzugsschicht der verminderten Menge des im Betrieb abfallenden Magnetpulvers, der verminderten Magnetkopfverstopfung, der verbesserten Laufeigenschaften, der verminderten Magnetkopfabnutzung usw. beschrieben.

so Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1 bis 4 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 1 vergrößert einen Vertikalschnitt eines Teils des magnetischen Aufzeichnungsmediums,
Fig.2 ein Diagramm, aus dem die Kennlinien des Verhältnisses E/E> des Elastizitätsmoduls eines verstärkten Bindemittels und des Dehnungsprozentsatzes hervorgehen,

F i g. 3 einen Vertikalschnitt eines einzelnen Partikels eines oberflächenaktiven Feinpulvers, das einen poly-

meren Überzug hat, und

Fig.4 ein weiteres Diagramm, aus dem die Laufkennlinie und die Verschleißfestigkeitseigenschaften von Aufzeichnungsmedien mit unterschiedlichen Mengen oberflächenaktiven Feinpulvers hervorgehen.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform des magnetischen tufzeichnungsmediums 10. Das Medium 10 besteht aus einer Kombination einer isolierenden Grundschicht 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 wesentlichen 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 so gewählt, daß seine Partikel kleiner als die des Magnetpulvers 13 sind. Zum Beispiel sind die Partikel des oberflächenaktiven Feinpulvers allgemein kleiner als etwa 50 χ 10~⁶ mm, was typischerweise kleiner als etwa 1/5 der Durchschnittslänge der kürzeren Achse eines Partikels eines Magnetpulvers wie des Magnetpulvers 13 in F i g. Γ ist Solch ein Größenunterschied bewirkt daß es in dispergierter Form geeignet ist um mit ihm das Polymer einer Uberzugsschicht 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 hoch ist was die Verschleißschutzeigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums 10 begünstigt

Das oberflächenaktive Feinpulver 15 hat allgemein eine sehr geringe mittlere PartikelgrSße, so daß seine Dispersionseigenschaft ziemlich niedrig ist jedoch ist seine Partikeloberfläche groß, so daß seine Adse/ptionskraft 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 gleichmäßig in dem Bindemittel dispergiert werden. Wenn ein Dispersionsmittel 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.

Um dennoch eine gleichmäßige Dispersion zu erzielen, wird eine Fluid-Technik angewandt. Als Grundschicht kaTin irgendein organisches Polymer in Form eines stabilen, ausreichend festen Films verwendet werden.

Für die Überzugsschicht kann man als Ausgangsphase irgendein geeignetes organisches polymeres Material verwenden, das in einem solchen Maß aufquellen bzw. gelöst werden kann, daß es vor dem Überziehen einer Grundschicht auf eine im wesentlichen fluidische Form in Kombination mit einem Lösungsmittel reduziert werden kann. Dies bedeutet, daß solch ein Material in einem Lösungsmittel lösbar bzw. quellbar 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 ein magnetisches Material verwendet werden, 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. Vorzugsweise liegt dieses Material in Pulverform vor und hat eine mittlere Partikelgröße von etwa 600 χ 10-⁶ mm 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 vorliegen.

Das oberflächenaktive Feinpulver kann irgendein geeignetes, vorzugsweise im wesentlichen unmagnetisches Material sein, das in der Ausgangsphase dispergierbar ist nachdem es einer Oberflächeabeschichtung 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 χ 10~⁶ mm haben,

(2) eine Oberfläche von etwa 40 m²/g haben,

(3) im wesentlichen in organischen Lösungsmitteln und in dem Bindemittel völlig unlösbar sind, und

(4) im wesentlichen alle Partikel mit einer Schicht eines gebundenen thermoplastischen organischen Polymers überzogen sind, wobei die Schichtdicke von etwa 15 bis 40 · 10-¹⁰m reicht

Derzeit bevorzugte oberflächenaktive Pulver sind Kieselerde (Kieselgel) und Ruß.

Das gebundene thermoplastische organische Polymer kann irgendein Polymer sein, das an der Oberfläche eines solchen Pulvers haftet Ein solches Polymer kann 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 geeigneter Polymere sind Polyurethan, Styrol-Butadiencopolymer, Acrylonitril-Butadiencopelymer, unvulkanisierte Butadiengummiarten, Vinyihomopolymere wie Polyvinylchlorid und Vinylcopolymere mit Vinylacetat allein oder gemischt mit einem oder mehreren anderen Polymeren. Als Ausgangsgemisch einer Überzugsschicht kann ein Polymer verwendet werden, das entweder das gleiche wie das oder ähnlich 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-(CH₂)A-NCO
so wobei η eine ganze Zahl von 2 bis 12 ist, oder der Formel

OCN-

-NCO

wobei X das Alkylenradikal oder Sauerstoff darstellt, mit einem der Polyesterpolyole der Formel

HOOC-(CH₂)^COOH + HO(CH₂)S-OH

wobei χ eine ganze Zahl von 2 bis 8 und η eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist, Polypropylenglycol, oder Glycol der Formel

HO-KCH₂),- Ofc-H

wobei m eine ganze Zahl von 2 bis 6 ist (z. B. Polytetramethylenglycol) oder dergleichen erhalten werden.

Um das Aufzeichnungsmedium mit in der Überzugsschicht gleichmäßig verteiltem Pulver herzustellen, wird zunächst ein thermoplastisches Polymer in einem organischen Lösungsmittel gelöst und dann ein oberflächenaktives Feinpulver darin dispergiert, dann werden ein Magnetpulver mit einem Dispersionsmittel, einem Schmiermittel und dergleichen gleichmäßig mit dem Bindemittel gemischt.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer Ausgangsdispersion des oberflächenaktiven Feinpulvers in einer Lösung eines Polymers und eines Lösungsmittels wird nun an Hand des folgenden Beispiels 1 im einzelnen erläutert

Wie angegeben, wird Magnetpulver zuvor gesondert mit einem Dispersionsmittel in einem organischen Lösungsmittel wie z. B. Methyiäthylketon, Äthylacetat Cyclohexanon oder dergleichen suspendiert und das Gemisch wird in einer Kugelmühle etwa 24 Stunden geknetet, um die Magnetpulver gleichmäßig zu dispergieren. Ein Bindemittel mit dem oberflächenaktiven Feinpulver und mit einem Zusatz einer geringen Menge eines Schmiermittels und eines gegen Elektrisierung widerstandsfähig machendes Mittel werden dem gekneteten Gemisch zugesetzt und das sich ergebende System wird während einer Zeitdauer von etwa 24 Stunden weiter geknetet Die so hergestellte magnetische Überzugsschicht wird auf eine Grundschicht unter Anwendung eines üblichen Beschichtungsverfahrens wie eines Walzen- oder Rakelstreichverfahrens aufgeschichtet

Die Menge des zugesetzten, mit dem oberflächenaktiven Feinpulver versehenen bzw. verstärkten Bindemittels kann durch Vervielfachung einer notwendigen Menge eines üblichen Bindemittels, das kein Kieselgei enthält mit dem folgenden Faktor Fbestimmt werden:

₌ (l/p_g)(100 (100/pe) +

wobei X den Gewichtsanteil des gefüllten Feinpulvers bezüglich 100 Gewichtsteilen des verstärkten Bindemittels darstellt während Qb und ρο die Verhältnisse von Gewicht zu Volumen des üblichen Bindemittels und des gefüllten Kieselgel-Feinpulvers sind. Somit kann unabhängig von der 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 an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert

Beispiel 1

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Thermoplastisches

Polymer

Lösungsmittel

Oberflächenaktives Feinpulver

Polyurethanharz

100 Gewichtsteile Gemisch aus Methyiäthylketon und Cyclohexanon mit einem Gewichtsverhältnis von 1 :1

200 Gewichtsteile Kieselgel

Eine Reihe von Überzugsschicht-Bindemittelsystemen werden hergestellt, jedes Bindemittelsystem besteht aus dem obigen thermoplastischen Polyurethanharz-Bindemittel mit 100 Gewichtsteilen gelöst in 200 Gewichtsteilen des obigen Lösungsmittels und hat darin dispergiert das obige Kieselerdepulver mit den einzelnen jeweiligen Gewichtsteilen 10, 20, 30, 40, 50, 70 und 100, basierend auf 100 Gewichtsteilen des Polymers (abgekürzt PHR).

t ο Das folgende Verfahren wird angewandt:

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

is 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 Feinpulver 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 wurde 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 80⁰C 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-% aufrechterhalten, wodurch verhindert 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 dispergierten Pulver auf eine Grundschicht aufgeschichtet wird, das Polymer gelieren kann, wodurch die Dispersion der magnetischen Partikel, die Oberflächenglätte der aufgebrachten Endschicht und manchmal sogar die BirnJungs- bzw. Berührungseigenschaften eines Systems auf der Grundschicht verschlechtert werden. Der Grund, weshalb eine Temperatur in dem Bereich von etwa 40 bis 80⁰C bei diesem Verfahren gewählt wird, besteht darin, daß, wenn die Temperatur niedriger als etwa 40⁰C gewählt wird, der Mischbereich des Feinpulvers verringert wird, während, wenn die Temperatur höher als etwa 80⁰C gewählt wird, das Polymer 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 100⁰C 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 etwas unvollständig dispergiert ist, wenn man eine Mikroskopuntersuchung durchführt. LJm 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 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) Hegt, 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 der Grundschicht 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

Tabelle I

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 Lösungsmfttelverdünnung 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 thermoplastischen Pofymers hergestellt, das in einem Überzugsschichtbindemittel mit der Kieselerde des Beispiels 1 verwendet wird, jedoch ohne Lösungsmittel (dies ist den Verfahren ähnlich, die bei der Herstellung von vulkanisiertem Gummi angewandt werden). Das Bindemittel (c) wird in Lösungsform wie beim Beispiel 1 hergestellt, jedoch ohne Kieselgel, und wird im folgenden auch als »nichtgefülltes Bindemittel« bezeichnet Die folgende Tabelle I zeigt die Ergebnisse dieses Vergleichs. In dieser Tabelle bezieht sich das Bindemittel (a) auf die oben angegebene Kieselerde-Dispersion des Beispiels 1.

Eigenschaft

Bindemittel Bindemittel (c)

Bindemittel (b) Bindemittel (a)

Lösungsmittel Methyläthylketon

Cyclohexanon Viscositätskoefiizient

Polymer löst sich geliert vollständig

200 mPas

Polymer löst sich vollständig

200 mPas

In der obigen Tabelle I ist der Viscositätskoeffizient in m Pas für jede Probe mit einer Cyclohexanonlösung gemessen, in der 10 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, 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 Magnetpulvers 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 Viscositätskoeffizient von etwa 200 m Pas 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 m Pas 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, erhöht sich sein Viskositätskoeffizient auf etwa 1500 m Pas. Wenn solch so ein gefülltes Bindemittelsystem auf eine Grundschicht aufgebracht wird, ist die Oberfläche der gebildeten Schicht nicht glatt

Beispiel 3

Die mechanische Eigenschaft eines verstärkten Kieselerdebindemittels, das nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt wird, ist wie folgt: In F i g. 2 sind die Testergebnisse für eine Reihe von Kieselerde enthaltenden, verstärkten Bindemittelfilmen angegeben. Bei der Herstellung solcher Filme werden zuerst eine Reihe von verstärkten Bindemitteln 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 F i g. 2 zeigt den Verlauf über einen Bereich von Kieselerdegehalt in dem die Beanspruchung und Verformung einander proportional sind und

als das Verhältnis des Elastizitätsmoduls F entsprechend einem Bindemittel, gefüllt mit Kieselgel in jeweiligen Mengen, wie auf der Abszisse angegeben, zu einem Elastizitätsmodul Eo, entsprechend einem kein Kieselgel enthaltenden Bindemittel gemessen sind. Wie sich aus Kurve 1 ergibt, nimmt der Wert des Verhältnisses E/Eo 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/Eo im Vergleich zu dem ungefüllten Bindemittel etwa siebenmal so groß. Die Verbesserung des Elastizitätsmoduls der Überzugsschichten von Magnetbändern steht mit der Verschleißfestigkeit solcher Bänder in Beziehung, wie entsprechende Versuche gezeigt haben.

Wenn die Zugfestigkeit eines Bindemittelfilms zunimmt (siehe Kurve 1 der F i g. 2), sinkt der Dehnungsprozentsatz allmählich ab (siehe Kurve 2 der F i g. 2). Der Dehnungsprozentsatz steht wie der Elastizitätsmodul eng mit den Verschleißfestigkeitseigenschaften der Magnetbänder 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 eingefüllten Kieselgels zunimmt, und wird niedriger als etwa 100%, wenn die Kieselmenge 100 PHR beträgt Vom Standpunkt der erwünschten Verschleißfestigkeitseigenschaften 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

Polymer

Lösungsmittel

Butadiencopolymer

100 Gewichtsteile Gemisch aus Cyclohexanon und Toluen in einem Gewichtsverhältnis von 1 :1

200 Gewichtsteile Kieselgel

Oberflächenaktives
Feinpulver

Die obige Kieselerde dieses Beispiels hat eine kleinere PariikeigröBe als die im Beispiel 1 verwerideie, jedoch eine größere Oberfläche. Die Kieselerde dieses Beispiels wird in dem thermoplastischen Polymer dieses Beispiels unter Anwendung des beim Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens dispergiert, um jeweilige Dispersionen herzustellen, die 10, 20, 30, 40, 50, 70 und 100 PHR Kieselerde enthalten. Danach wird unter 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 aligemein 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, daß das Verhältnis der Elastizitätsmodulen E/Eo 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

ίο mechanische Festigkeit zu untersuchen, die bei den

Überzugsschichten auftritt, werden die Dispersionen, die durch das Verfahren des Beispiels 1 erhalten werden, Viskose-Elastizitätsmessungen unterworfen und ihre Glasumwandlungstemperaturen werden beobachtet.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle Il aufgezeichnet.

Tabelle II

²⁰ In Polymer (PHR)	Glasumwandlungs
dispergierte Kieselerdemenge	temperatur (°C)
0	-20
25 10	-20
20	-20
30	-18
40	-17
50	-16
30 70	-14

Die Tatsache, daß der Elastizitätsmodul einer Überzugszusammensetzung, 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 Fig.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

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

—Si—OH O = C

Wasserstoffbindung ^NH

Si

Wasserstoffbindung

—Si—OH O=C

Der Verstärkungsmechanismus, der durch mehrere Partikel 15 geschaffen wird, von denen jedes eine gebundene Schicht 16 hat, die ganz in einer polymeren Matrix dispergiert ist, 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 χ 10~⁶ mm, 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 dispergieren, wird das Verfahren des Beispiels 1 durchgeführt Dann wird eine nach dem Beispiel 1 hergestellte und etwa 40 PHR Kieselerde enthaltende Dispersion mit einem hitzehärtbaren Polymer gemischt, so daß die sich ergebende Dispersion 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
Diisocyanat

1 Gewichtsteil
1,5 Gewichtsteile

Entsprechend dem in Beispiel 3 angegebenen Verfahren zur Messung der Eigenschaft wird das Verhältnis E/Ea der Elastizitätsmodule der so hergestellten verstärkten Überzugsschicht zu etwa 27 festgestellt, was zeigt, das die Überzugsschicht hinsichtlich des Elastizitätsmoduls durch Hitzehärten der Matrix weiter verbessert wird, verglichen mit einem Verhältnis E/Ea von etwa 5 für ein verstärktes Kieselerdebindemittel ohne Hitzehärtung des darin enthaltenen Polymers. In der Praxis erweisen sich die Verschleißfestigkeitseigenschaften eines so hergestellten Magnetbandes mit einer vernetzten, duroplastischen Matrixphase in der Überzugsschicht als ausgezeichnet

Gamma-Fe2O3-Magnetpulver
Kieselerde/Polymerdispersion
(Trockengewichtsbasis)
Dispersionsmittel: Lecithin

100 Gewichtsteile

20 Gewichtsteile 1 Gewichtsteil

Schmiermittel: Olivenöi
Gegen Elektrisierung
widerstandsfähig
machendes Mittel

1 Gewichtsteil

0,2 Gewichtsteile

Das Herstellungsverfahren ist wie folgt:
Das Magnetpulver und das Dispersionsmittel werden 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.

Jeder Kieselerdedispersion in dem Polymer/Lösungsmittelsystem entsprechend Beispiel 1, die die jeweiligen dort angegebenen Kiesclcrdc-ΡΗΪ

ψ Ci iC HUi₁ niiu uu

Beispiel 7

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

Die folgenden Ausgangsmaterialien wurden verwendet:

Schmiermittel und das gegen Elektrisierung widerstandsfähig machende 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 Stunden lang 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 Polyäthylenterephthalat.

Wenn jedes der so hergestellten Magnetbänder in einem Bandgerät geprüft wird, zeigen alle Bänder gute Verschleißfestigkeitseigenschaften. 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 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 Magnetbandes. In Fig.4 zeigt die Kurve 3 die Laufkennunie verschiedener Magnetbänder, die entsprechend dem Beispiel 7 hergestellt wurden, in Beziehung zu ihrem Reibungskoeffizienten, während die Kurve 4 die Verschleißfestigkeitseigenschaften dieser Magnetbänder zeigt Die Verschleißfestigkeit wird hierbei von der abgefallenen Menge des Magnetpulvers bestimmt, die durch die Reibung während des Laufs des Bandes durch ein Testbandgerät hervorgerufen 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 solchen Magnetbandes, wobei die Überzugsschicht 70 PHR Kieselgel enthält im Vergleich zu verschiedenen üblichen Magnetbändern.

	Tabelle IU	23	17 409	14	j	4
13	Eigenschaft				(handelsüblich)	(handelsüblich)
				300	350
	Magnetbandprobe		mehr als 100	mehrmals
Abgefallene Menge x 10"⁶ g	1	2
Anzahl der Bandbenutzungen	(Erfindung)	(ungefüllt)	03	0,25
bis zur Kopfverstopfung	140	270	gut	gut
Reibungskoeffizient	mehr als 100	-
Laufeigenschaft
	0,21	0,35
	gut	Lauf wird nach
		zehnmaliger
	Benutzung
	unmöglich

Kopfabnutzung in μπι/25 Std. 1,5

In Tabelle III ist die Probe 1 ein Magnetband unter Verwendung einer Oberzugsschicht des Beispiels 1 mit 40 PHR Kieselerdepulver, die Probe 2 ist ein Magnetband unter Verwendung einer Oberzugsschicht ähnlich der der Probe 1, das jedoch keine Kieselerde enthält, die Probe 3 ist ein übliches Magnetband, das in der Überzugsschicht eine geringe Menge Chromtrioxid als Schleifmittel enthält, und die Probe 4 ist ein Band ähnlich dem der Probe 3, das jedoch kein Chromtrioxid enthält

Außerdem gibt die Tabelle HI unter »abgefallene Menge« die Gesamtmange 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 Kopfverstopfung« 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 Kopf nicht mehr durchgeführt werden kann. Dies ist eine wichtige Eigenschaft für ein Magnetband. Außerdem gibt die Tabelle Hl unter »Kopfabnutzung« an, wie weit der vorstehende Teil eines Videoaufnahmekopfes durch den kontinuierlichen Durchlauf der Überzugsschicht des Magnetbandes pro Zeiteinheit vermindert wird (in μπι pro 25 Std.). Alle diese Eigenschaften in Tabelle III sind Faktoren, die die verbesserten Verschleißfestigkeitseigenschaften der Probe 1 zeigen.

Beispiel 9

Das folgende Beispiel erläutert die Verwendung verschiedener Kieselerdedispersionen in thermoplastischen Polymer-Lösungsmittelsystemen, die entsprechend dem Beispiel 4 hergestellt wurden.

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Co-Gamma-Fe203-Magnetpulver 100 Gewichtsteile Kieselerde/Polymerdispersion

(Trockengewichtsbasis)

Dispersionsmittel Schmiermittel Gegen Elektrisierung

wideis^ndsfähig

machendes./ 'tel

20 Gewichtsteile 2 Gewichtsteile 0,1 Gewichtsteile Das angewandte Herstellungsverfahren ist beim Beispiel 7 angegeben und die Grundschicht ist Polyäthylenterephthalat

Wenn jedes der so hergestellten Magnetbänder in einem Bandgerät geprüft wird, haben alle Bänder gute Verschleißfestigkeitseigenschaften. Insbesondere wenn ein Band, be. dem die Oberzugsschicht 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 Überzugsschicht Kieselgelmengen von etwa 20 bis 100 PHR enthält

Beispiel 10

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

Eine Magnetpulverdispersion wird nach dem Verfahren des Beispiels 7 unter Verwendung des Magnetpul- vers und des Dispersionsmittels des Beispiels 9 hergestellt und dann mit der Kieselerdedispersion in der hitzehärtbaren Polymerdispersion gemischt. Dann wird ein Magnetband hergestellt, wobei das sich ergebende Überzugsmaterial auf einen Polyäthylenterephthalat film aufgetragen wird.

Wenn das Band hinsichtlich der Verschleißfestigkeitseigenschaften ausgewertet wird, stellt man fest, daß es Eigenschaften etwa gleich denen des Beispiels 9 hat. Zusätzlich tritt eine Verbesserung der Bandlaufeigen schaft im Vergleich zu dem Band des Beispiels 9 auf.

Beispiel 11

Dieses Beispiel erläutert Magnetbänder unter Verwendung von Chromoxidmagnetpulver.

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

0,2 Gewichtsteile

Chromoxid (CrC>2)-Magnetpulver Kieselerde/Polymerdispersion

(Trockengewichtsbasis)

Dispersionsmittel

Olivenöl

100 Gewichtsteile

20 Gewichtsteile 1 Gewichtsteil 1 Gewichtsteil

Bei Anwendung des Verfahrens des Beispiels 1 und bei Verwendung eines Polyurethanharzes als thermoplastisches Polymer, Kieselerde als oberflächenaktives Feinpulver und des Gemisches des Beispiels 1 als Lösungsmittel werden jew."üs 20, 30 und 70 PHR enthaltende Dispersionen hergestellt Mit jeder solchen Dispersion wird die oben angegebene relative Menge Olivenöl gemischt

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 eine Grundschicht aufgetragen und die Überzugsschicht kann dann trocknen, so daß ein gewünschtes Magnetband hergestellt wird. Die hierbei verwendete Grundschicht ist Polyethylenterephthalat

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 Verschleiß/estigkeitseigenschaften, die bei Gamma-Eisenoxidbändern auftreten, gehen jedoch nicht verloren.

Man nimmt an, daß die Verbesserung der Verschleißfestigkeitseigenschaften von Chromoxidmagnetbändern die in der obigen Weise hergestellt werden, aui ihr erhöhtes Elastizitätsmodulverhältnis EZE₀ infolge des Verstärkungseffekts zurückzuführen ist, der durch das oberflächenaktive Feinpulver hervorgerufen wird, während diese Bänder zugleich auch große Dehnungsprozentsätze haben, so daß diese Bänder gute Verschleißfestigkeitseigenschaften und die Fähigkeit, große Stöße aufzunehmen, die durch den Magnetkopf beim Betrieb verursacht werden.

Die Ergebnisse verschiedener Untersuchungen dieser derart hergestellten chromoxiden Magnetbänder sind in der folgendenTabelle LV angegeben:

Tabelle IV

Eigenschaft

Probe

Anzahl der Bandbenutzungen gut gut

bis Kopfverstopfung auftritt

Laufeigenschaft gut gut

Kopfabnutzung (in μιη/Std.) 1-2 1-2

Laufeigenschaft
wird unmöglich
nach zwanzigmaligem Durchlauf

1-2

Laufeigenschaft
wird unmöglich
nach siebenmaligem Durchlauf
1-2

gut
gut

7-10

Die Proben (I), (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).

Gemäß Tabelle IV werden, wenn die Kieselerdemenge in der Überzugsschicht von etwa 30 bis 70 PHR erreicht, der Lauf und die Kopfverstopfung der Proben (1), (2) und (3) nicht verschlechtert, und die Kopfabnutzung wird überraschenderweise auf einen Wert von etwa 1/3 bis 1/5 des Wertes beim Stand der Technik vermindert, so daß die Proben als ausgezeichnete Verschleißfestigkeitseigenschaften aufweisend angesehen werden können.

Beispiel 12

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Lösungsmittel

Thermoplastisches
Polymer

Gemisch aus Vinylchloridvinylacetatcopolymer
mit Butadiencopolymer

Oberflächenaktives
Pulver

Gemisch aus Cyclohexanon mit Toluen in einem Gewichtsverhältnis von 1 :1
Ruß

Das Polymergemisch besteht aus 25 Gewichts-% so VAGH und 75 Gewichts-% Hycar 1432J.

Eine Reihe von Überzugsschichtbindemittelsystemen

werden hergestellt, jedes System bestehend aus dem obigen Vinylcopolymersystem mit jeweils 20, 30, 40,50, 70 und 100 PHR Ruß. Alle Systeme werden nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt.

Beispiel 13

Die Dispersion von 40 PHR Ruß in gelöstem ho 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 b5 dem vorhandenen Ruß, jedoch ohne Verwendung eines Lösungsmittels hergestellt wird (dies ist den Verfahren ähnlich, die bei der Herstellung von vulkanisiertem Gummi angewandt werden). Die Probe (c) ist ein

Bindemittel ähnlich der Probe (a), jedoch ohne RuB, 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	Probenbezeichnung	Probe (b)	Probe (a)
Eigenschaft	Probe (c)
		geliert	Polymer löst sich
Lösbarkeit	Polymer löst sich		vollständig
Toluen	vollständig	geliert	Polymer löst sich
	Polymer löst sich		vollständig
Cyclohexanon	vollständig	_	400mPas
	400mPas
Viskosität

Wenn das angegebene verstärkte Rußbindemittel des Beispiels 12 als Bindemittel far eine magnetische Oberzugsschicht 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 zeigt, daß Rußpulver Harz im Verhältnis von etwa 20 Gewichtsteilen Ruß zu 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 Rußmengen in dem Harz vermeiden, die eine Erhöhung der Elektrisierung in einem damit hergestellten Magnetband verhindern, da sich sonst erwünschte Bandeigenschaften verschlechtern. Daher sollte die verwendete Rußmenge unter etwa 100 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 in der 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, die unter Verwendung von Ruß hergestellt werden, eine Rußmenge von etwa 30 bis 100 PHR zu verwenden. In diesem Bereich zeigen die fertigen Magnetbänder allgemein einen niedrigen elektrischen Widerstand und ausgezeichnete Verschleißfestigkeitseigenschaften und niedrige Kopfabnutzung.

Beispiel 14

Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwendet:

Gamma-Fe2C>3- Pulver
Ruß/Polymerdispersion
(Trockengewichtsbasis)
Duomeen T

(als Dispersionsmittel)
Olivenöl (als Schmiermittel)

100 Gewichtsteile
25 Gewichtsteile

1 Gewichtsteil
1 Gewichtsteil

Die verwendete Ruß/Polymerdispersion enthält 40 PHR Ruß ähnlich der im Beispiel 13 angegebenen Art, und der Polymeranteil 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 Polyäthylenterephthalatfilm aufgetragen und getrocknet, um ein Magnetband herzustellen. Dieses Band wird dann hinsichtlich der Verschleißfestigkeitseigenschaften untersucht und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI zusammengefaßt:

Tabelle VI

Eigenschaft	Probennummer	(2)	(3)
	(1)	bei einer Anzahl	gut (10
Anzahl der Banddurchläufe,	_	niedriger als 10 tritt
bis Kopfverstopfung auftritt		Kopfverstopfung auf
		gut	gut
Laufeigenschaft	Lauf unmöglich	3	1,5
Kopfabnutzung (in Mikron/25 Std.)	-	10⁹	5X10⁸
Elektrischer Widerstand (Ohm/cm)	>10¹²

In der obigen Tabelle VI besteht die Probe (1) aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedium ohne RuB in einer Polyurethanüberzugsschicht, die Probe (2) aus einem magnetischen Aufzeichnungsmedhm, in dem 25 PHR RuB 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 Angaben dieses Beispiels hergestellt wurde.

Wie die Tabelle VI zeigt, hat das magnetische Aufzeichnungsmedium, das nach dem Beispiel herge-

stellt wird, eine verminderte Kopfverstopfung und die Kopfabnutzung ist auf etwa den halben Wert derjenigen des Standes der Technik vermindert, wobei auch ein geringer elektrischer Leitfähigkeitseffekt 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 Oberzugsschicht dispergierten Rußes zunimmt, nimmt die abgefallene Menge des Magnetpulvers ab und dann bei etwa 100 PHR Ruß wieder zu.

Tabelle VII

Eigenschaft

Probennummer
2

Reibungsfaktor 0,40 0,30 0,17 0,20

Abgefallene Menge des Magnetpulvers 300 350 150 170

X 10'⁶ g

Beispiel 15
Die folgenden Ausgangsmaterialien werden verwen

Chromoxidmagnetpulver
Kieselerde/RuB/Polymerdispersion
(Trockengewichtsbasis)
Lecithin als Dispersionsmittel
Olivenöl als Schmiermittel

100 Gewichtsteile

25 Gewichtsteile 2 Gewichtsteile 1 Gewichtsteil

Die Kieselerde/Ruß/Polymerdispersion enthält 30 PHR Ruß und 10 PHR KieselgeL Der Polymeranteil hiervon ist ein Gemisch von Vinylchlorid/Vinylacetatcopolymer. 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 Polyäthylenterephthalatfilm aufgetragen und getrocknet um ein Magnetband herzustellen.

Das Chromoxidmagnetpulver selbst hat eine größere Leitfähigkeit als das Gamma-FeÄ des Beispiels 7, jedoch wird sein elektrischer Oberflächenwiderstand größer als 10¹⁰ Ohm/cm, wenn es in die Überzugsschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums eingebracht wird, so daß es erwünscht ist den elektrischen Oberflächenwiderstand durch irgendwelche Mittel auf etwa 10⁹ Ohm/cm zu vermindern. Bei diesem Beispiel wird die Menge des dispergierten Rußes unter diejenige vermindert die bei dem Beispiel 7 verwendet 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 Verschleißfestigkeitseigenschaften, wie sich dadurch ergibt daß (a) seine Kopfverstopfung kein Problem bereitet wenn die Wiederholungszahl der Transporte des magnetischen Aufzeichnungsmediums mehr als 200 überschreitet (b) der elektrische Oberflächenwiderstand etwa 1 χ 10⁹ Ohm/cm beträgt und (c) seine Kopfabnutzung auf 2 μΐη/Std vermindert wird (während diejenige des Standes der Technik im Bereich von etwa

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetaufzeichnungsmedium, bestehend aus einer isolierenden Grundschkht und einer Überzugsschicht, die ein Bindemittel, ein in dem Bindemittel dispergiertes Magnetpulver und ein dispergiertes oberflächenaktives Pulver enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Partikel des oberflächenaktiven Pulvers mit einer Schicht eines gebundenen thermoplastischen Polymers überzogen sind und die Partikel eine Größe von 5 bis 50 χ 10~⁶ mm haben.

2. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Feinpulver aus Kieselerde und Ruß ausgewählt ist

3. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, aaß das Bindemittel aus einem thermoplastischen Polymer und einem hitzehärtenden Polymer besteht

4. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einem thermoplastischen Polymer mit einem darin in einer Menge von etwa 20 bis 100 Gewichtsteile bezüglich der Gesamtmenge thermoplastischen Polymers dispergierten oberflächenaktiven Feinpulver besteht

5. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasumwandlungstemperatur der gebundenen Polymerschicht höher als die des thermoplastischen Polymers in dem Bindemittel ist.

6. Verfahren zur Herstellung des Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das oberflächenaktive Pulver in einer Lösung des thermoplastischen Materials mit einem inerten organischen Lösungsmittel dispergiert wird, daß in der sich ergebenden Dispersion Magnetpulver dispergiert wird, daß die so gebildete Dispersion auf die Oberfläche einer isolierenden Grundschicht aufgebracht wird, und daß das organische Lösungsmittel verdampft wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion aus oberflächenaktivem Pulver und thermoplastischem Material bei einer Temperatur von etwa 40 bis 80⁰C durchgeführt wird.