DE2512450A1

DE2512450A1 - Schichtmagnetogrammtraeger mit verbesserten reibungseigenschaften

Info

Publication number: DE2512450A1
Application number: DE19752512450
Authority: DE
Inventors: Hoachim Dipl Ing Hack; Herbert Dipl Ing Dr Motz; Dieter Dipl Chem Dr Schaefer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1976-10-07
Also published as: GB1536225A; DE2512450C3; DE2512450B2; US4074002A; FR2304980B1; FR2304980A1

Description

Unser Zeichens O.Z. 31 231 Sob/lSo 6700 Ludwigshafen, den 18.3·1975

Die Erfindung bezieht sich auf Schichtmagnetogrammträger, bestehend aus einem Trägermaterial auf das mindestens eine Magnetschicht auf der Basis von in Bindemitteln dispergiertem, feinteiligem Magnetpigment aufgebracht ist, wobei der Reibungskoeffizient der Magnetschicht gegenüber Metall verbessert ist und insbesondere nach Dauerbenutzung und starker Beanspruchung der Magnetschicht nicht wesentlich ansteigt.

Magnetschichten, an die hohe Anforderungen hinsichtlich der Lebensdauer und Verschleißfestigkeit, speziell im Einsatz auf dem Computerband-, Sprachlabor- oder Videobandsektor gestellt werden, müssen, um diesen Anforderungen zu genügen, einen s'ehr niederen Reibungskoeffizienten gegenüber den mit der Bandoberfläche in Berührung stehenden Geräteteilen, die in erster Linie aus Metallen bestehen, aufweisen»

Von besonderer praktischer Bedeutung ist dabei, daß der Reibungskoeffizient gegenüber Metalloberflächen wie Messing, Stahl, Ghrom, Mu-Metall etc» über die Benutzungsdauer konstant ist, d. h. daß sich der Betrag des Reibungskoeffizienten von oftmals benutzten Bändern, deren Bandoberfläche oder Teile der Bandoberfläche vielen Tausenden von Kopfpassagen unterworfen wurden, nach der Benutzung nicht erhöht. Die Praxis zeigt, daß diese Forderung nur schwer verwirklicht werden kann, da bei der oftmaligen Bandbenutzung einerseits der Gleitmittelfilm, der sich auf der Oberfläche gleitmittelhaltiger, magnetischer Datenträger befindet, weitgehend abgetragen wird und andererseits die Bandoberfläche durch den dauernden schleifenden Kontakt mit den mit ihr in Berührung stehenden Geräteteilen wie Köpfen oder gegebenenfalls Umlenkbolzen stark poliert werden kann und dadurch eine hohe Glätte der Oberfläche erreicht wird«, Neben der Abtragung des Gleitmittelfilms bewirkt eine sehr hohe Oberflächenglätte einen engen Kontakt

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zwischen Magnetbandoberfläche und berührender Metallfläche, was sich durch Erhöhung der Adhäsionskräfte zwischen Metall und Magnetbandoberfläche in einem starken Anstieg des Reibungskoeffizienten und dem Auftreten von Stick-Slip-Effekten (Ruckgleiten) auswirken kann. Im Extremfall kann ein Kleben des Magnetogrammträgers an Metallteilen eintreten. In diesem Fall, der bei verschiedenen Gerätekonstruktionen, vor allem an sogenannten Single-Capstan-Laufwerken auftreten kann, ist die Reibung zwischen der Oberfläche des Magnetogrammträgers und den in Berührung stehenden Metallteilen, vor allem Magnetköpfen so stark angestiegen, daß die Kraft des Antriebcapstans nicht mehr ausreicht, um das Magnetband zu bewegen»

Die bisher zur Abhilfe bei diesem Problem vorgeschlagenen Maßnahmen sehen in erster Linie die Zugabe verschiedener flüssiger oder fester Schmiermittel vor. Der Nachteil aller Gleitmittel ist es jedoch, daß eine mehr oder weniger starke Abtragung von der Oberfläche und auch das Polieren der Schichtoberfläche bei starker Beanspruchung und damit auch der unerwünschte Effekt des Reibungsanstieges nicht verhindert werden kann ο

Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere zur Beseitigung der Hohlkrümmung wurde bereits in der DT-PS 853 211 vorgeschlagen, der Magnetschicht nichtferromagnetische feinverteilte Teilchen mit in etwa der gleichen Teilchengröße wie das Magnetmaterial zuzugeben»

Aus der DT-AS 1 287 633 ist bekannt, der Magnetschicht zur Reinhaltung des Magnetkopfes und Entfernung der am Kopf gebildeten Oxidschichten relativ große Mengen, ca= 11 bis 20 %, bezogen auf die getrocknete Magnetschicht, an Abrieb- oder Schleifteilchen, wie Chromdioxid, Aluminiumoxid, Carborundum und Siliziumdioxid zuzusetzen. Diese Maßnahme birgt den Nachteil, daß einerseits durch eine solch hohe Zugabe an magnetisch inertem Material eine bedeutende Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften und damit der Lesespannung in Kauf genommen werden muß und zum anderen, daß Schleif teilchen, die

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naturgemäß eine sehr rauhe scharfkantige Oberfläche besitzen, zwar im Stande sind, den Kopf zu reinigen, dabei jedoch aber auch stark zur Abnutzung und zum frühzeitigen Verschleiß des Kopfes beitragen. In der DT-OS 2 124 174 werden der Magnetschicht ebenfalls nichtferromagnetische Teilchen, die wenigstens in einer Dimension die Dicke der Magnetschicht erreichen und in der Härte über der des Bindemittels liegen, zugegeben, um den Widerstand gegen Abrieb zu erhöhen bei gleichzeitig niedrigem Rauschpegel. Die genannten Teilchen gehören jedoch auch zur Klasse der Schleifmittel und bewirken somit die bereits genannten Nachteile.

Nach der US-PS 3 687 725 soll die Bildung von Ablagerungen an Tonköpfen durch den Zusatz einer Kombination von anorganischen Materialien verhindert werden. Danach werden weiche Materialien mit blättchenförmiger Struktur (Mohs-sche Härte unter 6) mit harten kubischen Teilchen kombiniert. Dies führt wohl zu Bändern, die etwaige Ablagerungen von Tonköpfen abschleifen. Es ist bei Zugabe einer solchen Kombination von anorganischen Materialien jedoch nicht möglich, den Reibungskoeffizienten des Bandes bei starker Beanspruchung konstant zu halten und Klebe- und Stick-Slip~Effekte zuverlässig zu vermeiden«,

Aufgabe der Erfindung war es daher, Schichtmagnetogrammtrager bereitzustellen, deren Magnetschicht auch nach starker Dauerbeanspruchung einen gleichmäßig niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist und die auch nach Dauerbeanspruchung nicht zu einem Haften des ganzen Schichtmagnetogrammträgers an Geräteteilen und dem Auftreten von Stick-Slip-Effekten neigen.

Es wurde nun gefunden, daß Schichtmagnetogrammträger, bestehend aus einem flexiblen Trägermaterial mit mindestens einer darauf aufgebrachten Magnetschicht, wobei zumindest die an der Oberfläche befindliche Magnetschicht vorwiegend aus einem Bindemittel und aus feinverteilten magnetischen und nichtmagnetischen Teilchen besteht, die geforderten Eigenschaften aufweisen, wenn die Magnetschicht als nichtmagnetisehe Teilchen Fällungskieselsäure mit einem Primärteilchendurchmesser von 0,02 bis 0,1 /um, einen Sekundärteilchendurchmesser von 2 bis

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4 /um und mit einem pH-Wert zwischen 5 und 8 enthalten.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Magnetschicht die Fällungskieselsäure in einer Menge von 0,5 bis 8, vorzugsweise von 1 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf die verfestigte Magnetschicht, zugegeben wird.

Die in der Magnetschicht des erfindungsgemäßen Schichtmagnetogrammträgers enthaltene Fällungskieselsäure wird in bekannter Weise durch Ausfällen aus Alkalisilikatlösungen mit Säuren, bevorzugt Schwefelsäure, gewonnen, wobei darauf zu achten ist, daß die Kieselsäuresolzwischenstufe umgangen wird. Das Kieselgel fällt sofort in feinteiliger Form an und muß nicht mehr durch einen Mahlvorgang zerkleinert werden» Zweckmäßigerweise wird man so vorgehen, daß man zu einer Wasserglaslösung unter starkem Rühren die Säure zusetzt oder aber die Wasserglaslösung und die Säure getrennt in eine wäßrige neutral gehaltene Lösung einleitet. Die feinteilige Fällungskieselsäure wird durch Waschen oder mit Hilfe von Ionenaustauschern gereinigt. Sie hat ein Stampfgewicht von 0,08 bis 0,2 g/cm , einen Trocknungsverlust von 2 bis 5 %, einen Glühverlust von 4 bis 6 % und einen AlpO^-Gehalt von 0,2 bis 0,4 $„ Diese Teilchen besitzen eine kugelige Gestalt und einen Primärteilchendurchmesser von 0,02 bis 0,1 /um. Eine große Anzahl solcher Primärteilchen ist zu Sekundärteilchen zusammengelagert. Die Haftung der Primärteilchen aneinander ist so stark, daß selbst ein längerer Dispergiervorgang die Sekundärteilchenstruktur nicht zerstört, deren mittlerer Durchmesser zwischen 2 und 6, bevorzugt um ca, J /um, liegt. Der pH-Wert der geeigneten Fällungskieselsäure liegt zwischen 5 bis 8* gemessen in einer 4 $igen wäßrigen Aufschlämmung gemäß DIN 53 200. Diese Fällungskieselsäure hat eine kugelige Teilchenform und ist im Gegensatz zu pyrogener Kieselsäure ohne scharfe Kanten und somit als Schleifmittel nicht geeignet. Die Herstellung von pyrogener Kieselsäure erfolgt durch Zersetzung von Siliziumtetrahalogeniden mit Wasserdampf bei hohen Temperaturen. Pyrogene Kieselsäure besitzt ein Stampfgewicht von 0, 02 bis 0,1 g/ cm, einen Trocknungsverlust von kleiner 1 %, einen Glühverlust von kleiner 2 % und einen ΑΙρΟ-,-Gehalt von kleiner 0,1 %.

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Der mittlere Primär- und Sekundärteilchendurchmesser kann unter 1 und über 6 /um liegen» Diese pyrogene Kieselsäure ist im Rahmen dieser Erfindung nicht einsetzbar«

Die Fällungskieselsäure wird der zu dispergierenden Mischung, die aus einem oder mehreren Magnetpigmenten, Bindemittellösung, Dispergiermittel, Gleitmittel und gegebenenfalls weiteren Lösungsmitteln und anderen Zusatzstoffen besteht, zu Beginn und zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Dispergierprozesses zugesetzt werden. Auch ein Einrühren der Kieselsäure mit Hilfe eines schnell laufenden Rührwerks, z. B. mit einem Sägeblattrührer bei ca. 1 000 Upm in die bereits fertiggestellte Dispersion, ist möglich.

Die Herstellung der Magnetschichten für die erfindungsgemäßen Magnetogrammträger kann in an sich üblicher Weise erfolgen. Als Magnetpigment wird bevorzugt feinteiliges stäbchenförmiges Gamma-Eisen{III)oxid mit einer durchschnittlichen Teil-"eliengröße von 0,1 bis 2 /um und insbesondere von 0,1 bis 3,9 /um, verwendet. Als Magnetpigmente für die erfindungsgeraäßen Schiehtmagnetogrammträger sind ferner würfelförmiges Gamma-Eisen(lll)oxid, kobaltdotiertes Gamma-Eisen(lll)oxid sowie die für diesen Zweck bekannten feintelligen Metallegierungen von Schwermetallen, insbesondere von Eisen, Kobalt und/ oder Nickel sowie ferromagnetisches Chromdioxid geeignet.

Als Bindemittel für die Dispersion des feinteiligen Magnetpigments können die für die Herstellung von Magnetschichten bekannten Bindemittel verwendet werden, wie in Lösungsmitteln lösliche Copolyamide, Polyvinylformale, Polyurethanelastomere, Mischungen von Polyisocyanaten und höhermolekularen Polyhydroxy !verbindungen und Vinylchlorid-Polymerisate mit über 60 f an Vinylchlorid-Molekülbausteinen, z. B. Vinylehlorid-Copolymerisate mit Comonomeren, wie Vinylestern von Monocarbonsäuren mit 2 bis 9 C-Atomen, Estern von aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 9 C-Atomen und äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 C-Atomen, wie die Ester der Acrylsäure, Methacrylsäure oder Maleinsäure oder diesen Carbonsäuren

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selbst als Comonomeren sowie hydroxylgruppenhaltige Vinylchlorid-Copolymerisate, die durch partielle Verseifung von Vinylchlorid-Vinylester-Copolymerisaten oder direkte Copolymerisation von Vinylchlorid mit hydroxyIgruppenhaltigen Monomeren, wie Allylalkohol oder 4-Hydroxybutyl- oder 2-Hydroxyäthyl-('meth)-acrylat hergestellt werden können. Ferner sind als Bindemittel geeignete Abmischungen von Polyurethanelastomeren mit Polyvinylformalen, Phenoxyharzen und PVC-Copolymer!- säten der angegebenen Zusammensetzung anwendbar.

Als zweckmäßig erwiesen sich handelsübliche Elastomere, PoIyesterurethane aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und 4,4-Diisocyanatodiphenylmethan, da die Anwendung solcher Bindemittel bzw. Bindemittelkombination besonders widerstandsfähige Schichtmagnetogrammträger ergibt. Da gerade diese polyurethanelastomerhaltlgen Magnetschichten nach oftmaliger Benutzung einen unerwünschten Anstieg der Haftreibung zeigen, kann dieser Effekt durch Zusatz von Fällungskiese!säure der beschriebenen Art verhindert werden.

Im allgemeinen werden bei der Herstellung von Schientmagnetogrammträgern auf 2,5 bis 4,5 Gewichtsteile Bindemittel 10 bis 13 Gewichtsteile Magnetpigment, vorwiegend Gamma~Eisen(lIl)-oxid eingesetzt· Im einzelnen kann das Verhältnis entsprechend dem speziellen Bindemittel bzw. Magnetpigment leicht anhand weniger Versuche ermittelt werden.

Als nichtmagnetische Trägermaterialien für die Magnetschicht kommen die dafür bekannten in Frage, bevorzugt flexible Träger, wie Folien oder Bänder auf Basis von Polyvinylchlorid oder Polyestern, wie Polyäthylenterephthalat-Folien in den dafür üblichen Stärken. Das Auftragen einer haftvermittelnden Zwischenschicht, z. B. auf Basis eines Vinylidenchlorid-Copolymerisates, auf die Unterlage vor Auftragen der Magnetschicht ist möglich und manchmal zweckmäßig.

Das Aufbringen der fertigen Dispersion auf das Trägermaterial geschieht in an sich bekannter Weise. Nach dem Ausrichten der

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magnetischen Teilchen und dem Trocknen der Schicht, wird die Magnetschicht vorteilhafterweise unter Druck mit gegebenenfalls erwärmten Walzen an ihrer Oberfläche geglättet. Die Stärke der gesamten Magnetschicht beträgt im allgemeinen zwischen 2 und I5 /um.

Um besondere elektroakustische Eigenschaften zu erreichen, hat es sich für besondere Anwendungen als vorteilhaft erwiesen, auf das Trägermaterial mehr als eine Magnetschicht mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften aufzubringen. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn die erfindungsgemäßen Schichtmagnet ogrammträger nur in der obersten Magnetschicht die Fällungskieselsäure enthalten.

Gegenüber den bekannten Magnetogrammträgern zeichnen sich die erfindungsgemäßen Magnetogrammträger durch ihren konstanten niederen Reibungskoeffizienten aus. Eine störende Erhöhung des Reibungskoeffizienten, der sich vor allem bei stark strapazierten Bändern mit oftmaligem Band/Kopfpassagen, wie bei Computer- und Sprachlaborbändern einstellt und die schließlich zu Störungen im Betrieb des Bandes durch Stick-Slip-Effekte, die in ungünstigen Fällen über Longitudinalschwingungen zu einer Frequenzmodulation der Aufzeichnung führen, wird zuverlässig verhindert. Die erfindungsgemäßen Magnetogrammträger besitzen eine außerordentlich hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanischen Verschleiß. Die Abrasivität der Magnetschichten ist durch den Zusatz an Fällungskieselsäure jedoch nicht erhöht, eine Beeinträchtigung der Lebensdauer von Magnetköpfen und Metallteilen, die mit der Bandoberfläche in Kontakt stehen, ist infolgedessen nicht feststellbar.

Die in nachstehenden Beispielen und Vergleichsversuchen angegebenen Teile und Prozente beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht. Volumenteile verhalten sich zu Teilen wie Liter zu Kilogramm.

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Beispiel 1

In eine Kugelmühle von ^O 000 Volumenteilen Inhalt, enthaltend JO 000 Teile Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 4 bis 6 §m · werden folgende Materialien eingefüllt;

500 Teile eines feinteiligen, nadeiförmigen Gamma-Eisen(III)oxides mit einer durchschnittlichen Nadellänge von ungefähr 0,8 /um;

Teile eines leitfähigen Rußes;
Teile Sojalecithinj
Teile Butylstearat;
Teile eines Dimethylsilikonöles;

Teile Stearinsäure;
22 0 Teile einer Lösung von

Teilen eines Polyesterurethans, hergestellt aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und 4,4-Diisocyanatodiphenylmethan mit einem K-Wert von ca. 60 und einer Shorehärte von A 95

und

Teilen eines thermoplastischen, hochmolekularen Phenoxyharzes, hergestellt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin mit einem Molekulargewicht von ca, ^O 000 in 8 22 0 Teilen eines Lösungsmittelgemisches, bestehend zu gleichen Teilen aus Tetrahydrofuran und Dioxan;

Teile einer Fällungskieselsäure, hergestellt durch Versetzen einer wäßrigen Natriumsilikatlösung mit Schwefelsäure. Die Kieselsäure besteht aus Primärteilchen mit einem mittleren Durchmesser von unter 0,1 /um, die zu Sekundärteilchen von ca. J5 /uin aneinandergelagert sind. Der pH-Werx; der Kieselsäure beträgt ca.

Die Mischung wird ca« 70 Stunden dispergiert. Die Dispersion wird sodann nach Filtration unter Druck, die nach der üblichen Technik erfolgen kann, auf eine Polyathylenterephthalatfolie aufgetragen und nach Durchlaufen eines magnetischen Riehtfel-

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des bei Temperaturen zwischen 50 und 9O⁰C getrocknet. Die Magnetschicht wird durch Ziehen über polierte und geheizte Walzen unter Anwendung von Druck und Temperatur von ca. 50 bis 80 C geglättet und verdichtete Die Dicke der Magnetschicht beträgt danach 10 /um. Die beschichtete Folienbahn wird zur Prüfung in Bänder von 1/2" Breite geschnitten-

Prüfung Die Bänder werden folgenderemaßen geprüfts 1 ο Messung der Reibkraft

Messung der Reibkraft der unbenutzten Magnetschicht gegen eine verchromte Stahlwalze erfolgt nach "IBM 1/2" magnetic tape specification, Form Nr₀ 570-0295, Cat. No. 1QSDOI-I¹¹. Die Reibkraft ist ein Maß für die zwischen Bandoberfläche und den mit ihr in Berührung stehenden Geräteteilen herrschende Reibung. Sie wird in pond angegeben. Um niedere Versehleiß- und gute Transporteigenschaften im Bandpfad des Bandlaufwerkes zu gewährleisten, soll die Reibkraft niedere und über die Benutzungsdauer konstante Werte zeigen_o

2. Dauerlauftest

Ein Magnetbandstuek von 25 cm Länge wird auf einem handelsüblichen IBM 2401 Magnetbandlaufwerk 50 000 Band/Kopf pas sagen unterworfen. Die mechanische Widerstandsfähigkeit des Magnetbandes wird durch Beurteilung der Fehlerzunahme bei einer Schreibdichte von 3200 fei und dem Grad der Benutzungspuren der Bandoberfläche nach dem Dauerlauf vorgenommen.

3. Messung der Reibkraft nach Dauerlauf

Die Reibkraft auf dem benützten Bandstück wird, wie unter Punkt 1, erneut gemessen. Als quantitatives Maß für das Auftreten des Stick-Slip-Effektes werden die beiden Grenzwerte, zwischen denen die Reibkraft hin und her pendelt, zugegeben.

4. Messung des Signalpegels

Auf einem Standardlaufwerk wird der Signalpegel bei einer Auf-

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zeichnungsdichte von 3200 fei in mV gemessen und auf das NBS-Bezugsband, dessen Pegel gleich 1OO $ gesetzt wird, bezogen. Alle Abweichungen gegen den Bezugspegel sind in Prozent angegeben. Günstig für die praktische Anwendung sind Bänder deren Pegel über dem Bezugspegel liegt«.

5. Kopfabschliff

Der Kopfabschliff wird durch den Masseverlust von Mu-Metallblättchen (7 mm Durchmesser, 0,35 mm Dicke), die von den Bändern abgeschliffen werden, vergleichend gemessen. Der Gewichtsverlust der Mu-Metallblättchen wird in mg bestimmt, den eine Endlosschleife der Bandprobe von 20 m Länge innerhalb von 60 Minuten erzeugt, wenn sie am Kopf mit einer Geschwindigkeit von 1 Meter/Sekunde vorbeigezogen wird. Magnetschichten mit niederem Kopfabschliff sind besonders erwünscht, da durch diese Eigenschaft eine hohe Lebensdauer der Magnetköpfe gewährleistet wird.

Beispiel 2

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz 14O Teile der in Beispiel 1 genannten Fällungskieselsäure zugesetzt.

Beispiel ^

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch wird dem zu disperglerenden Ansatz keine Kieselsäure zugesetzt. Der Kieselsäurezusatz erfolgt erst nach beendetem Dispergiervorgang. Je 100 Teile der aus der Mühle entnommenen Dispersion werden 5,4 Teile der in Beispiel 1 beschriebenen Fällungskieselsäure zugesetzt und mit Hilfe eines Schnellaufenden Rührwerkes (ca. 1000 Upm) und eines Sägezahnrührerblattes 1 Stunde in die Dis persion eingerührt.

Die Prüfergebnisse der Beispiele 1 bis 3 und der im folgenden beschriebenen zugehörigen Vergleichsversuehe A bis D sind in Tabelle 1 enthalten.

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Vergleichsversuch A

Der-Versuch erfolgt analog Beispiel 1, jedoch wird der Dispersion keine Fällungskieselsäure zugesetzt.

Vergleichsversuch B

Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch werden der Dispersion anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 14O Teile Kieselsäure in Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 2 /um zugesetzt. Die Teilchen besitzen eine vieleckige Gestalt mit Bruchkanten und Ecken»

Vergleichsversuch C

Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch wird der Dispersion anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 140 Teile Kieselsäure in Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 12 /um zugesetzt. Die Teilchen besitzen eine vieleckige Gestalt mit scharfen Bruchkanten und Ecken„

Vergleichsversuch D

Es wird wie in Beispiel 2 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 14O Teile einer pyrogen hergestellten, inaktiven Kieselsäure zugesetzt. Die aus Primärteilchen von unter 0,1 /um zusammengesetzten Sekundärteilchen dieser Kieselsäure besitzen einen mittleren Durchmesser von ca. 8 /um und einen pH-Wert von 3,5.

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Tabelle

Reibkraft (pond) Verschleiß- Kopfab- Lesesapnnung

vor Dauerlauf nach Dauerlauf erscheinun- schliff (Abweichungen

Mittel- Stick- Mittel- Stick- gen nach (mg) in % gegen

wert Slip wert Slip Dauerlauf NBS-Bezugs-

Kratz- Fehler- band)

spuren zunähme

_i VjJ

Bsp. 1	A	26	nein	32	nein	keine	0
Bsp. 2	B	22	nein	28	- nein	keine	+ 1
Bsp. 3	C	24	nein	30	nein	sehr gering	0
Vergl. versuch	D	34	32-36	VJl	34-68	mittel stark	+ 7
Vergl. versuch	33.	nein	39	33-45	sehr gering	0
Vergl. versuch	30	nein	41	35-48	sehr gering	+ 1
Vergl. versuch	26	nein	66	42-90	stark	+11

0,26
0,28
0,31
0,25

0,46
0,58
0,32

+ 6

+ 5 0

+14

- 2 -11

+ 3

N-) —'

απ

JX)

,o-

Ul

- 13 - O.Z.31

Beispiel 4

In eine Kugelmühle von 30 000 Volumenteilen Inhalt, enthaltend 30 000 Teile Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 4 bis 6 mm, werden folgende Materialien eingefüllt:

150 Teile eines feinteiligen, nadeiförmigen

Gamma-Eisen(III)oxids mit einer
durchschnittlichen Nadellänge von ca. 0,8 /um;

905 Teile einer Lösung von 235 Teilen eines

handeIsübIichen Polyesterurethans, hergestellt aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und 4,4-Diisocyanatodiphenylmethan und rund 20 Teilen
eines Polyvinylformalbinders
(83 % Vinylformaleinheiten,
12 ^ Vinylacetateinhelten,
6 % Vinylalkoholeinheiten);

Teile Natriumoleat

94,5 Teile Fällungskieselsäure, wie in Beispiel 1 beschrieben.

Diese Mischung wird 70 Stunden dispergiert. Anschließend werden der Dispersion weitere 235 Teile des genannten Polyesterurethans und II5 Teile des genannten Polyvinylformalbinders, gelöst in 4 570 Teilen eines Gemisches aus gleichen Teilen Tetrahydrofuran und Dioxan und 31,5 Teile eines mit PoIyäthereinheiten modifizierten Silikonöles zugesetzt. Die weitere Verarbeitung erfolgt analog Beispiel 1„

Die Prüfergebnisse von Beispiel 4 und der im folgenden beschriebenen zugehörigen Vergleichsversuche E bis H sind in Tabelle 2 enthalten.

Vergleichsversuch E

Es wird wie in Beispiel 4 verfahren, jedoch wird dem Dispersionsansatz keine Fällungskieselsäure zugesetzt.

Vergleichsversuch F

Es wird wie in Beispiel 4 verfahren, jedoch werden dem Dis-

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persionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 94,5 Teile Kieselsäure in Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 2 /um zugesetzt. Die Teilchen besitzen eine vieleckige GestaLt und Bruchkanten und Ecken.

Vergleichsversuch G

Es wird wie in Beispiel 4 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 94,5 Teile Kieselsäure in der Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 12 /um zugesetzt. Die Teilchen besitzen eine vieleckige Gestalt mit scharfen Bruchkanten und Ecken.

Vergleichsversuch H

Es wird wie in Beispiel 4 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 94,5 Teile einer pyrogen hergestellten, inaktiven Kieselsäure zugesetzt. Die aus Primärteilchen von unter 0,1 /um zusammengesetzten Sekundärteilchen dieser Kieselsäure besitzen einen mittleren Durchmesser von ca. 8 /um und einen pH-Wert von J5.»5·

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Tabelle 2

Reibkraft (pond) Verschleiß- Kopfabvor Dauerlauf nach Dauerlauf erscheinun- schliff Mittel- Stick- Mittel- Stick- gen nach (mg) wert Slip wert Slip Dauerlauf

Kratz- Fehlerspuren zunähme

Le sespannung (Abweichungen in % gegen NBS-Bezugsband)

Bsp. 4

25 nein

co	Vergl. versuch	E-	32	nein
3984	Vergl. versuch	F	31	nein
1/04:	Vergl. versuch	G	38	nein
JP-	Vergl. versuch	H	32	29-35

27 nein sehr 0

gering

39 33-45 mittel- + 4 stark

37 33-41 mittel- + 2 stark

44 nein gering 0

51 42-60 stark + 5

0,16
0,12
0,36
0,49

+ 7 +12 + 1 -14 - 2

- 16 - 0.2.31 231

In einer Kugelmühle von 30 000 Volumenteilen Inhalt, enthaltend JO 000 Teile Stahlkugeln, werden folgende Materialien eingefüllt:

500 Teile eines feinteiligen, nadeiförmigen Gamma-Eisen(III)oxids mit einer durchschnittlichen Nadellänge von ca. 0,8 /um;

Teile Sojalecithin;
Teile Butylstearatj
Teile eines Dimethylsilikonöles; Teile Stearinsäure;

000 Teile eines Polycaprolactonurethans mit einem K-Wert von ca. 61 (gemessen in 1 ^iger Lösung in THF) und einer Shorehärte von 70 hergestellt.aus 324 Teilen Polycaprolacton mit einem Molekulargewicht von 830, 156 Teilen Neopenthylglykol, 514 Teilen 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan
und

5 Teilen Trimethylolpropan, gelöst in 8 220 Teilen eines Lösungsmittelgemisches, bestehend zu gleichen Teilen aus Tetrahydrofuran und Dioxan;

Teile Fällungskieselsäure wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die Mischung wird 70 Stunden dispergiert, die weitere Verarbeitung zu Bändern und deren Prüfung erfolgt analog Beispiel 1

Die Prüfergebnisse von Beispiel 5 und der im folgenden beschriebenen zugehörigen Verglejdisvers.uche I bis M sind in Tabelle 3 enthalten.

Vergleichsversuch I

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch wird der Dispersion keine Fällungskieselsäure zugesetzt.

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Vergleichsversuoh K

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Pällungskieselsäure 105 Teile einer Kieselsäure in Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 2 /um zugesetzt. Die Teilchen besitzen eine vieleckige Gestalt mit Bruchkanten und Ecken.

Vergleichsversuch L

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch werden der Dispersion anstelle der dort beschriebenen Pällungskieselsäure 105 Teile einer Kieselsäure in der Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 12 /um zugesetzt. Die Teilchen besitzen eine vieleckige Gestalt mit scharfen Bruchkanten und Ecken.

Vergleichsversuch M

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 105 Teile einer pyrogen hergestellten inaktiven Kieselsäure zugesetzt. Die aus Primärteilchen von unter 0,1 /um zusammengesetzten Sekundärteilchen dieser Kieselsäure besitzen einen mittleren Durchmesser von ca. 8 /um und einen pH-Wert von 3,5.

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Tabelle3

Kratz- Fehlerspuren zunähme

Lesespannung (Abweichungen in f gegen NBS-Bezugsband)

Bsp. 5 24

Vergl. 34

versuch I

Vergl. 29 versuch K

Vergl. . 24 versuch L

Vergl. 33 versuch M

nein

nein keine

32-35 44 38-50 gering +

nein 40 35-45 mittel- +

stark

nein 42 nein gering +

30-35 47 39-56 stark +

0,19
0,16

0,45
0,59
0,41

+ 9 +14

- 4 -24

- 5

VO
I

cn

cn O

- 19 - O.Z. 31 251

9512450

Wie aus den Tabellen 1 bis 3 hervorgeht, weisen dre in den Beispielen 1 bis 5 beschriebenen Versuche, die Fällungskieselsäure mit einem Sekundärteilchendurchmesser von ca. 3 /um enthalten, eine Kombination von besonders günstigen Reibungseigenschaften mit sehr guten Dauerlaufergebnissen bei gleichzeitig hohem Pegel und niedrigem Kopfabschliff auf. Demgegenüber weisen die Vergleichsversuche, die Kieselsäure in anderer Form, als Quarzmehl, als pyrogen hergestellte Kieselsäure oder als Kombination mit Kaolinitblättchen enthalten, im allgemeinen ungünstigere Reibungseigenschaften auf. Die Anwendung von Quarzmehl verbessert zwar das Reibungsverhalten und den Stick-Slip-Effekt nach Dauerlauf, führt Jedoch gleichzeitig zu ungünstigem Pegel und sehr hohen Kopfabschliffwerten. Die Anwendung der pyrogen hergestellten Kieselsäure mit einem Sekundärteilchendurchmesser von ca. 8 /um ist nicht imstande, das Reibungsverhalten und Stick-Slip-Verhalten nach Dauerlauf im gewünschten Ausmaß günstig zu beeinflussen.

- 20 6.09 8.41/0 43 A

ORIGINAL INSPECTED

Claims

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Patentansprüche

Schichtmagnetogrammträger bestehend aus einem flexiblen Trägermaterial und mindestens einer darauf aufgebrachten Magnetschicht, wobei zumindest die an der Oberfläche befindliche Magnetschicht vorwiegend aus in einem Bindemittel feinverteilten magnetischen Teilchen und nichtmagnetischen Teilche besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht als nichtmagnetische Teilchen eine Fällungskieselsäure mit einem Primärteilchendurchmesser von 0,02 bis 0,1 /um, einem Sekundarteilchendurchmesser von 2 bis 4 /um und mit einem pH-Wert .zwischen 5 und 8 enthalten.
2. Schichtmagnetogrammträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällungskieselsäure in einer Menge von 0,5 bis 8, vorzugsweise von 1 bis 4 Gewichtsprozent, bezogen auf die verfestigte Magnetschicht, in zumindest einer Magnetschicht enthalten ist.

BASF Aktiengesellschaft

609841/0434