DE2512450C3 - Schichtmagnetogrammträger - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf 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 Teilchen besteht.

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 sehr 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, Chrom, Mu-Metall usw. 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 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 A.bhilfe bei diesem Problem vorgeschlagenen Maßnahmen sehen in erster Linie die Zugabe verschiedener flüssiger oder ferster Schmiermittel vor. Der Nachteil aller Gleitmittel ist es jedoch, daß eine mehr oder weniger starke Abtragung von der Oberfläche und auch das Polieren der Schichtoborfläche bei starker Beanspruchung und damit auch der unerwünschte Effekt des Reibungsanstieges nicht verhindert werden kann.

Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere zur Beseitigung der Hohlkrümmung wurde bereits in der DE-PS 8 53 211 vorgeschlagen, der Magnetschicht nichtferromagnetische feinverteilte Teilchen mit in etwa der gleichen Teilchengröße wie das Magnetmaterial zuzugeben.

Aus der DE-AS 12 87 633 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 naturgemäß eine sehr rauhe scharfkantige Oberfläche besitzen, zwar im Stand sind, den Kopf zu reinigen, dabei jedoch aber auch stark zur Abnutzung und zum frühzeitigen Verschleiß des Kopfes beitragen. In der DE-OS 21 24 174 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 36 87 725 soll die Bildung von Ablagerungen an Tonköpfen durch den Zusatz einer Kombination von anorganischen Materialien verhindert werden. Danach werden weiche Materialien mit blättchenförmiger Struktur (Mohsche 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, Schichtmagnetogrammträger der eingangs genannten Art 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 nichtmagnetische Teilchen Fällungskieselsäure mit einem Primärteilchendurchmesser von 0,02 bis 0,1 μΐη, einen Sekundärteilchendurchmesser von 2 bis 4 μπι 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 Alkalisilikatiösungen 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/cm³, einen Trocknungsverlust von 2 bis 5%, einen Glühverlust von 4 bis 6% und einen AbCh-Gehalt von 0,2 bis 0,4%. Diese Teilchen besitzen eine kugelige Gestalt und einen Primärteilchendurchmesser von 0,02 bis 0,1 μιη. 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. 3 μπι, 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/cm³, einen Trocknungsverlust von kleiner 1%, einen Glühverlust von kleiner 2% und einen Al₂O3-Gehalt von kleiner 0,1 %. Der mittlere Primär- und Sekundärteilchendurchmesser kann unter 1 und über 6 μιη 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. 1000 UpM in die bereits fertiggestellte Dispersion, ist möglich.

Die Herstellung der Magnetschichten für die erfindungsgemäßen Magnetogrammträger kann in an sich üblicher Weise erfolgea Als Magnetpigment wird bevorzugt feinteiliges stäbchenförmiges Gamma-Eisen(III)-oxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 2 μπι und insbesondere von 0,1 bis 03 um, verwendet Als Magnetpigmente für die erfindungsgemäßen Schichtmagnetogrammträger sind ferner würfelförmiges Gamma-Eisen(III)-oxid, kobaltdotiertes Gamma-Eisen(III)-oxid sowie die für diesen Zweck bekannten feinteiligen Metallegierungen von

ίο 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 Polyhydroxylverbindungen und Vinylchlorid-Polymerisate mit über 60% an Vinylchlorid-Molekülbausteinen, z. B. Vinylchlorid-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 selbst als Comonomeren sowie hydroxylgruppenhaltige Vinylchlorid-Copolymerisate, die durch partielle Verseifung von Vinylchlorid-Vinylester-Copo-

lymerisaten oder direkte Copolymerisation von Vinylchlorid mit hydroxylgruppenhaltigen 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-Copolymerisaten der angegebenen Zusammensetzung anwendbar.

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

Im allgemeinen werden bei der Herstellung von Schichtmagnetogrammträgern auf 2,5 bis 4,5 Gewichtsso teile Bindemittel 10 bis 13 Gewichtsteile Magnetpigment, vorwiegend Gamma-Eisen(III)-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 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 15 μπι.

Um besonders 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 Schichtmagnetogrammträger nur in der obersten Magnetschicht die Fiälungskieselsäure 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 Vergieichsversuchen angegebenen Teile und Prozente beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht. Volumteile verhalten sich zu Teile wie Liter zu Kilogramm.

Beispiel 1

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

3500 Teile eines feinteiligen, nadeiförmigen Gamma-Eisen(III)-oxides mit einer durchschnittlichen Nadellänge von ungefähr 0,8 μηΐ;
210 Teile eines leitfähigen Rußes;

45 Teile Sojalecithin;

21 Teile Butylstearat;

10 Teile eines Dimethylsilikonöles;
9 Teile Stearinsäure;
9220 Teile einer Lösung von

800 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

200 Teilen eines thermoplastischen, hochmolekularen Phenoxyharzes, hergestellt aus Bisphenol A und Epichlcrhydrin mit einem Molekulargewicht von ca. 30 000 in 8220 Teilen eines Lösungsmittelgemisches, bestehend zu gleichen Teilen aus Tetrahydrofuran und Dioxan;

70 Teile einer Fällungskieselsäure, hergestellt durch Versetzen einer wäßrigen Natriumsilikatlösung mit Schwefelsäure. Die Kieselsäure besteht aus Primärteilchen mit einem mittleren Durchmesser von unter 0,1 μΓΠ. die zu Sekundärteilchen von ca. 3 μπι aneinandergelagert sind. Der pH-Wert der Kieselsäure beträgt ca. 7.

Die Mischung wird ca. 7Ö Stunden dispergiert Die Dispersion wird sodann nach Filtration unter Druck, die nach der üblichen Technik erfolgen kann, auf eine Polyäthyienterephthalatfolie aufgetragen und nach Durchlaufen eines magnetischen Richtfeldes bei Temperaturen zwischen 50 und 90° C 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 verdichtet. Die Dicke der Magnetschicht beträgt danach 10 μπι. Die beschichtete Folienbahn wird zur Prüfung in Bänder von V2" Breite geschnitten.

Prüfung

Die Bänder werden folgendermaßen geprüft:
1. Messung der Reibkraft

Messung der Reibkraft der unbenutzten Magnetschicht gegen eine verchromte Stahlwalze erfolgt nach »IBM V2" magnetic tape specification, Form Nr. 570-0295, Cat No. lOSDOl-1«. 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 Verschleiß- und gute Transporteigenschaften im Bandpfad des Bandlaufwerkes zu gewährleisten, soll die Reibkraft niedere und über die Benutzungsdauer konstante Werte zeigen.

2. Dauerlauftest

Ein Magnetbandstück von 25 cm Länge wird auf einem handelsüblichen Magnetbandlaufwerk 50 000 Band/Kopfpassagen unterworfen. Die mechanische Widerstandsfähigkeit des Magnetbandes wird durch Beurteilung der Fehlerzunahme bei einer Schreibdichte von 3200 fei und dem Grad der Benutzungsspuren 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 quantitctives 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 Aufzeichnungsdichte von 3200 fei in mV gemessen und auf das N BS-Bezugsband, dessen Pegel gleich 100% 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 Dikke), 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 Kopfab-

schliff 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 Dispersionsar satz 140 Teile der in Beispiel 1 genannten Fällungskieselsäure zugesetzt.

Beispiel 3

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch wird dem zu dispergierenden 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 Beispie! 1 beschriebenen Fäüungskieseisäure zugesetzt und mit Hilfe eines schnellaufenden Rührwerkes (ca. 1000 UpM) und eines Sägezahnrührerblattes 1 Stunde in die Dispersion eingerührt.

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

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 140 Teile Kieselsäure in Form von feinvermahienem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 2 μΐη 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. 12μπι 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 140 Teile einer pyrogen hergestellten, inaktiven Kieselsäure zugesetzt. Die aus Primärteilchen von unter 0,1 μπι zusammengesetzten Sekundärteilchen dieser Kieselsäure besitzen einen mittleren Durchmesser von ca. 8 μπι und einen pH-Wert von 3,5.

Tabelle

	Reibkraft (pond)	Stick-	nach Dauerlauf	Stick-	Verschleiß	Fehler	Kopf-	Lesespannung
		Slip		Slip	erscheinungen	zunahme	abschliff	(Ab
		nein	Mittel	nein	nach Dauerlauf	0		weichungen
	vor Dauerlauf	nein	wert	nein		+ 1		in 7o gegen
		nein	32	nein	K ratz	0	(mg)	NBS-Bezugs-
	Mittel	32-36	28	34-68	spuren	+7		band)
Beispiel 1	wert		30		keine		0,26	+6
Beispiel 2	26	nein	51	33-45	keine	0	0,28	+5
Beispiel 3	22				sehr gering		0,31	0
Vergleichs	24	nein	39	35-48	mittelstark	+ 1	0,25	+ 14
versuch A	34
Vergleichs		nein	41	42-90	sehr gering	+ 11	0,46	-2
versuch B	33
Vergleichs			66	sehr gering	0,58	-11
versuch C	30
Vergleichs				stark	0,32	+3
versuch D	26

Beispiel 4

55

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

bO

3150 Teile eines feinteiligen, nadeiförmigen Gamma-Eisen(HI)-oxids mit einer durchschnittlichen Nadellänge von ca. 0,8 μπι:

4905 Teile einer Lösung von 235 Teilen eines handelsüblichen Poiyesterurethans. hergestellt aus b5 Adipinsäure. 1.4-Butandiol und 4.4-Diisocyanatodiphenylmethan und rund 20 Teilen eines Polyvinylformalbinders (83% Vinylformaleinheiten, 12% Vinylacetateinheiten.

6% Vinylalkoholeinheiten):
80 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 Poiyesterurethans und 115 Teile des genannten Polyvinylformalbinders, gelöst in 4570 Teilen eines Gemisches aus gleichen Teilen Tetrahydrofuran und Dioxan und 313 Teile eines mit Polyäthereinheiten modifizierten Silikonöles zugesetzt Die weitere Verarbeitungerfolgt analog Beispiel 1.

ίο

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.

Vergleichs versuch F ι ο

Es wird wie in Beispiel 4 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 94,5 Teile Kieselsäure in Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teil· is chengröße von ca. 2 μιτι zugesetzt. Die Teilchen besitzen eine vieleckige Gestalt und Bruchkanten und Ecken.

Tabelle 2

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 μπι 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 μπι zusammengesetzten Sekundärteilchen dieser Kieselsäure besitzen einen mittleren Durchmesser von ca. 8 μηι und einen pH-Wert von 3,5.

Reibkraft (pond)	nach Dauerlauf	Verschleiß	Fehler	Kopf	Lesespannung
		erscheinungen	zunahme	abschliff	(Ab
vor Dauerlauf	Mittel- Stick-	nach Dauerlauf		weichungen
	wert Slip			in % gegen
Mittel- Stick	Kratz	(mg)	NBS-Bezugs-
wert Slip	spuren		band)

Beispiel 4

Vergleichsversuch E

Vergleichsversuch F

Vergleichsversuch G

Vergleichsversuch H

25 nein 27 nein sehr gering 0 0,16 +7

32 nein 39 33-45 mittelstark +4 0,12 +12

31 nein 37 33-41 mittelstark +2 0,36 +1 38 nein 44 nein gering 0 0,49 -14

32 29-35 51 42-60 stark +5 0,36 -2

Beispiel 5

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

3500 Teile eines feinteiligen, nadeiförmigen Gamma· Eisen(III)-oxids mit einer durchschnittlichen Nadellänge von ca. 0,8 μπι;
45 Teile Sojalecithin;
21 Teile Butylstearat:
10 Teile eines Dimethylsilikonöles;
9 Teile Stearinsäure;

1000 Teile eines Polycaprolactonurethans mit einem K-Wert von ca. 61 (gemessen in l°/oiger 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 8220 Teilen eines Lösungsmittelgemisches, bestehend zu gleichen Teilen aus Tetrahydrofuran und Dioxan;

105 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 Vergleichsversuche I bis M sind in Tabelle 3 enthalten.

Vergleichsversuch I

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

Vergieichsversuch K

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 105 Teile einer Kieselsäure in Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 2 μπι 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 Fällungskieselsäure 105 Teile einer Kieselsäure in der Form von feinvermahlenem Quarzmehl mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 12 μΐη zugesetzt Die Teilchen besitzen eine vieleckige Gestalt mit scharfen Bruchkanten und Ecken.

12

Vergleichsversuch M

Es wird wie in Beispiel 5 verfahren, jedoch werden dem Dispersionsansatz anstelle der dort beschriebenen Fällungskieselsäure 105 Teile einer pyrogen hergestell-

Tabelle 3

ten inaktiven Kieselsäure zugesetzt. Die aus Primärteilchen von unter 0,1 μΐη zusammengesetzten Sekundärteilchen dieser Kieselsäure besitzen einen mittleren Durchmesser von ca. 8 μτη und einen pH-Wert von 3,5.

	Reibkraft (pond) vor Dauerlauf Mittel- Stick wert Slip	nein	nach I Mittel wert	Dauerlauf - Stick- Slip	Verschleiß erscheinungen nach Dauerlauf Kratz spuren	Fehler zunahme	ΚορΓ- abschlifr (mg)	Lesespannung (Ab weichungen in % gegen NBS-Bezugs- band)
Beispiel 5	24	32-35	27	nein	keine	0	0,19	+9
Vergleichs versuch 1	34	nein	44	38-50	gering	+ 1	0,16	+ 14
Vergleichs versuch K	29	nein	40	35-45	mittelstark	+2	0,45	-4
Vergleichs versuch L	24	30-35	42	nein	gering	+0	0,59	-24
Vergleichs versuch M	33	47	39-56	stark	+9	0,41	-5

Wie aus den Tabelle 1 bis 3 hervorgeht, weisen die in den Beispielen 1 bis 5 beschriebenen Versuche, die Fällungskieselsäure mit einem Sekundärteilchendurchmesser von ca. 3 μπι 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 μπι ist nicht imstande, das Reibungsverhalten und Stick-Slip-Verhalten nach Dauerlauf im gewünschten Ausmaß günstig zu beeinflussen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. 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 Teilchen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht als nichtmagnetische Teilchen eine Fällungskieselsäure mit einem Primärteilchendurchmesser von 0,02 bis 0,1 μπι, einem Sekundarteilchendurchmesser von 2 bis 4 μπι 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