DE2538841A1 - Magnetische schicht fuer magnetische aufzeichnungsmedien - Google Patents

Magnetische schicht fuer magnetische aufzeichnungsmedien

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DE2538841A1 DE19752538841 DE2538841A DE2538841A1 DE 2538841 A1 DE2538841 A1 DE 2538841A1 DE 19752538841 DE19752538841 DE 19752538841 DE 2538841 A DE2538841 A DE 2538841A DE 2538841 A1 DE2538841 A1 DE 2538841A1
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Description

2536841
Patentanwälte Dipl.-Ing. t. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. WeιOKiviANN, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. AAVeickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN DXIII POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22
<983921/22>
Ampex Corporation, 401 Broadway, Redwood Cut;-,GaI .9406?, V.St.A. Magnetische Schicht für magnetische Aufzeiehnungsmedien
Die vorliegende Erfindung "betrifft eine nnpnptirchn Schicht für magnetische Auf^eichnungsmedion, bei. denpn dip magnetische Schicht in Fern *\iner in einem h^rzi^en org^nipohen Binder p"ehal ±r>r\en Dinpo-r-^ion magnetischer Part 1.Irr·! auf ^inem nicht magnetischen Tr^gor vorgesehen int.
Der Träger nelche^ magnet inch or Anfz^ichnung^nedien icann beif?rie] speise al ρ Band, !Film od^r Scheibe ausgebildet nein und aus Kunststoff bestehen. Es kommen dabei jedoch anch andere nicht magnetische Materialien, wie beispi elpv;ei ce Papier, Glas oder Metall in Betracht.
Ura in magnetischen A.ufzeinhnungsan1agen, v.»1'» bei cpiei rv.'^icp
, Computern und Hi-Fi-Kass^tten gute
609815/1294 BAD ORIGINAL
Hochfrequenzeigenschaften zu erreichen, roll das Aufzeichnungsmedium eine hochpolierte glänzende Oberfläche besitzen. Bonder rait einer hochpolierten Oberfläche führen jedoch beim Durchlauf durch einen Bandtransport gewöhnlich zu einem hohen Grad an Reibung. Aufgrund von molekularen Kontakten sind die Reibungseigenschnften generell umso größer, je größer der Glanz der Oberfläche ist. Dieses Problem v/ird speziell bei Abspielgeräten mit schraubenförmiger Bandabt^istung schwerwiegend, bei denen das Band in kontinuierlicher Bewegung um einen stationären Kopf läuft, wobei der Kopf auf einem schraubenförmigen Weg in der Trommel läuft. Bei glänzenden Bändern besteht die Tendenz, an der Trommel "anzuki pb°n", wobei das Band nicht in einem glatten Weg um die Trommel läuft, sondern stoppt und startet. Dieser Effekt führt zu einer Beeinträchtigung der Video-Qualität. Dieses Problem erirtiert auch bei gebräuchlichen Sende-Video-Bändern.
Zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung von Schmiermitteln versucht worden. Diese Maßnahme führt jedoch zu keiner zufriedenstellenden lösung, da Schmiermittel dazu tendieren, eine Trennung vom Kopf und damit Signalverluste hervorzurufen. Weiterhin besteht die Tendenz, daß sich das Schmiermittel beispielsweise an Bandantrieben und Köpfen ansammelt, woraus ein vorzeitiger Ausfall des Gerätes resultieren kann.
Eine andere wichtige Eigenschaft der schraubenförmigen Abtastung von Bändern ist die Abnutzungsfreiheit, da solche Bänder oft in einem geschlossenen Kreis verwendet vrerden, wobei, das Band als "stehendes Bild" bezeichnet v/erden kann. Bei einer solchen Betriebsart kann das Band im Abspielgerät in der Größenordnung von Minuten äquivalent zu Tausenden von normalen Durchläufen ausgenutzt werden.
Es ist bereits versucht worden, als Binder für die magnetische Schicht von magnetischen Aufzeichnungsmedium verschiedene Harzkombinationen, wie beispielsweise Kombinationen von Vinylidin-
60981 5/1294 BAD ORfGINAt
chlorid-Acrylonitril-Harz mit Polyurethanharz und auch Phenoxy-Polyurethan-Bindersysteme zu verwenden. Dabei ergeben sich jedoch entweder schlechte Sandabnutzungseigenschaften oder starkes Kleben. Derartige Bänder müssen in Verbindung mit Schmiermitteln verv/endet v/erden, um diese Effekte zu vermeiden. Schmiormittel besitzen jedoch die obengenannten Nachteile.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, wie beispielsvei.se ein magnetisches Band, mit hohem Oberflächeriglanz und guten HochfrenuenzeigenFChaften anzugeben, bei d<^ das Kleben oder die Reibung auch ohne Verwendung von Schmiermitteln extrem klein sind. Das Band soll darüber hinaus extrem abnutzungsfest sein, sodaß es eine große Lebensdauer insbesondere in dem obengenannten speziellen Anwendungsfall besitzt.
Diese Aufgabe wird bei einer magnetischen Schicht der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch einen Binder mit einem Gehalt von 35 - 75 Gew.^- eines Polyurethan-Harzes, 10 - 20 Gew.^ eines Phenoxy-Harzes und 15 - 45 Gew.?& eines Vinylidinchlorid-Acrylonitril-Harzes gelöst. Der erfindungsgemäße Binder enthält also drei verschiedene Typen von Harzen. Auf diese Weise wird ein Band erhalten, das b<*i geringem Kleben und bei geringer Reibung r.owie guten Abnützungseigenschaften einen hohen Glanz besitzt. Aufgrund dieses hohen Glanzes sind die Hochfrequenzeigenschaften gut. Darüber hinaus besitzt ein solches Band eine große Lebensdauer insbesondere in dem obengenannten speziellen Anwendungsfall, sodaß es sich für Video-Aufzeichnungsgeräte mit schraubenförmiger Abtastung insbesondere gut eignet.
Insbesondere beträgt die Polyurethan-Harzkomponente des Binders etwa 50%, wobei das Vinylidinchlorjd-Harz in bezug auf das
B0981 B/129Ä
Phenoxy-Harz im Überschuß vorhanden ist.
Typische Polyurethan-Harze, v/elche sich für den erfindung,?- gemäßen Binder eignen, sind die von der Firma B.F.Goodrich unter den Hand <=> Isnamen "Estan° 57O]" und "Estane 5714" vertriebenen Harze. Diese Harze "besitzen die folgenden Eigenschaften:
Estane 5701
Estane 5714
Urethan-Typ
Spezifisches Gewicht Härte
Zugfestigkeit (psi)
Elastizitätsmodul bei 300$ Auslängung (psi)
Auslängung
Poly(Äther-Urethan)Poly(Äther-
Urethan)
1.2 1.11
88 80
5800 5000
1300 1100
500 600
Estane-Polyurethan-Harze basieren auf Isocyanat-Polyol-Reaktionen und enthalten kein aktives Isocyanat.
Das Estane 5714-Polyäther-Polymer ist flexibler als das Estane 5701 und ist daher für Video-Auf zeichnungnmedi. en, beispielsweise Sender-Videobänder bevorzugt. Derartige Aufzeichnungsmedien sollen eine gute Flexibilität und gute Eigenschaften in bezug auf Umweltbedingungen besitzen (die letztere Eigenschaft ergibt sich auf grund der Polyäther-Bindung, v/elche gegen Hydrolyse resistent ist). Für Video-Aufzeichnungsmedien, welche gute Abnutzungseigenschaften und geringe Reibungskoeffizienten besitzen müssen, wie dies beispielsweise bei Bändern für schraubenförmige Abtastung der Fall ist, erweist sich im Binder pfnp Kombination von etwa gleichen Teilen von Estane 5701 und Estane 5714 oder Estane 5701 allein als vorteilhaft.
6098 1 5/1
Ein geeignetes Phenoxy-Harz wird von der Firma Carbide and Carbon Chemicals Co. unter dem Handelsnamen "PKHH" vertrieben. Dieses Harz besitzt die folgenden Eigenschaften:
Näherungsweises Molekulargewicht Spezifisches Gewicht Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze (g/10 Min. bei 22O0C) Hochstzugfesti.gke.it (psi) Höchstzugauslängung (^) Erweichungstemperatur
Flücsigkeits- und Dampfdurchlässigkeit
20.000 bi s 30.000
1.18
2.5 - 10
9.000 - 9 .500
50 - 1 OO
10O0C
3.5 gms/mil/24 Std./lOO in
η = 100
Das Vin^li dinchlorid-Acrylonitril-Harz ist zveckmnGigerweise Saran F-120 (Dow Chemical Corp.) mit folgenden Eigenschaften:
Spezifisches Gewicht Brechungsindex Zugfestigkeit (Ib./sq.in.) Prozentuale Auslängung
Viskosität (cps, 20f;-age Lösung in MEK)
Härte (Sward Rocker)
Abripbfestigkeit (Tabcr Abraser CSlO-Scheibe unter 1000 gm Last, mil/1000 Umdr.)
iA.rasserabsorption des Films (Eintauchen für zwei Wochen eines 1 mil-Filmes bei 250C)
Oberflächenwiderstand (Ohm pro Fläche)
1.6
1.580 9 χ 10' 8 - 10
1000
0.5 -
0.15#
609815/1294
Die obenerwähnten Estane-Harze sind reaktive Polymere, wobei dem Harzsystem zur Erzeugung eines harten, hochabriebfesten Pilms vorzugsweise ein Polyisocyanat zugefügt v;ird. Ein zweckmäßiges Polyisocyn-nat ist das von der Firma Moby« Chemical Company/· vertriebene Mondur CB-75» das aus einer Po!yisoo;ranat-Lösung in Äthylacetat besteht und einen Peststoff gehalt von etwa 74-76?' besitzt. Pro 10 Teile der anderen Binderkotnponenten kommen eins bis drei Teile des Polyisocyanats in Betracht.
Zur Herstellung eines Bandes wird zunächst eine Dispersionslösung hergestellt, die feinverteilte magnetische O^ydpartikel, wie bei spielsweise Gamma-Eipenoxjrd, Kohlenstoff, verschiedene Zusätze in geringeren Mengen sowie Lösungsmittel enthält. Diese Mischung wird solange in einer Kugelmühle gemahlen, bis sich eine homogene Dispersion ergibt. In einem getrennten Behälter wird eine Harzlösung hergestellt, welche die verschiedenen harzigen Materialien zusammen mit Lösungsmitteln enthält; dabei erfolgt ebenfalls eine Mischung zur Bi] dung einer homogenen Lösung. Die Harzlösung und die Dispersion werden rodann zusammengemischt und solange in p.iner Kugelmühle gemahlen, bis sich eine homogene Dispersion der magnetischen und harzigen Materialien ergibt. Die so behandelte Schichtdispprsion wird sodann auf ein Kunststoff-Trägermaterial aufgebracht, orientiert und getrocknet, wobei an sich bekannte Verfahrenstechniken zur Anwendung kommen.
Im folgenden wurden Beispiele für erfindungsgemäß hergestellte Materialien angegeben.
Di spersi on
Magnetisches Oxid
Zusätze*
Tetrahydrofuran
Cyclohexanon
Methyl-Äthyl-Keton
Methyl-Isobutyl-Keton
Beispiele 3 - 7
1 2 49.7
I
49.8		 49.8 4.1
3.6 4.1 4.4
5.2 4.3 36.8
11.2 16.8 5.0
6.2 5.0
14.9
9.1 100.0
100.0 100.0
6098 15/1294
Der vorstehenden Lösung zuzusetzende Harzlösung:
Teile pro Hundert der Dispersion
Estane" 5701
Estane 5711
Phenoxy-PKHH
Saran P-I20
Mondur GB-75
Zusätze*
Tetrahydrofuran Cyclohexanon
Methyl-Äthjri.-Keton Methyl-Isobutyl-Keton
Harzviskosität bei 70 P Mischviskosität bei 70 F
* Zusätze umfassen Lecithin, Siliconöl und Phenyl-Quecksilberoleat.
Mit diesen Materialien wurden Bänder hergestellt, getestet und mit kommerziellen Bändern verglichen. Dabei ergeben sich die folgenden Ergebnisse:
90.8 102.8 106.0
4-3 "^. 6
3.3 4.0
1.7 1.0 1.7
3.4 2.7 3.9
2.7 1.2 2.0
2.4 1.7 0.7
46.7 5^.2 54.3
12.8 33.3 33.4
22.9
3.1
100.0 100.0 100.0
170 cps 280 cps 250 cps
-2400 cns 3000 cns 2200 ens
Parameter Video
Schicht-Schicht-Adhäsionstest
Widerstand (Ohms pro Fläche) Kl eben/Reibung
Stehendes Bild
Shed
HP-Ausgang (Bezug - 100^) Verhältnis Videosignal Rauschen (dB)
"(Rhode Schwarz) Beispiel 1 Schraubenförmige Abtastung
nicht durchgeführt
2.Qr
klein
Λ bis 8 Min.
klein
1029b
- 0.3
Vergleich 3/4" Sonv-Kassette
nicht durchgeführt
3.2 χ klein
klein
-
60981 5/1294
- 8 - Be iPT)i el 2 2538841 nicht durch
geführt
Schraubenförmige Vergleich 1.2 χ ΙΟ8
Abtastung ! 1/2» 3M -363 klein
Parameter Video 10+ Min.
(1/2» STD Energie) klein
Schicht-Schicht-Adhäsionstest nicht durchge
führt		 91/«
Widerstand (Ohm pro Flache) 2.6 χ 108
Kleben/Re i "bung klein - 0.1
Stehendes Bild 20+ Min. +4.0
Shed klein - —
HF-Auegang (Bezug - 100^) 106% Vergleich
Verhältnis Videosignal - 2» 3M- 400
Rauschen (dB)
(Rhode Schwarz)		 - 0.?
Tonpegel (dB) +3.7 nicht durch·
geführt
Ton S/N (dB) +3.4 2.5 x 108
Beispiel 3 klein
Parameter Video Senden klein
(2" Quad) vernachlässig-
bar
Schicht-Schicht-Adhäsionstest nicht durchge
führt
Widerstand (Ohm pro Fläche) 1.3 x 107
Kle"ben/Rei"bung klein
Shed klein
Kopfabnutzung hei Umgebungs-
bedingtingen
/u»/hr.) 1200 Läufe		 vernachlässig-
bar
HF-Ausgang (Bezug - 100$)
Verhältnis Videosignal Rauschen (dB) . (Rhode Schwarz) Tonpegel (dB) Ton S/N (dB)
110$ 0
9·. 9 53.4
84$ +1
8.6 59.6
609815/1294

Claims (4)

Patentansprüche
1. Magnetische Schicht für magnetische Aufzeichnungsmedien, bei denen die magnetjrche Schicht in Form einer in einem harzigen organischen Binder gehaltenen Dispersion magnetischer Partikel auf einem nicht magnetischen Träger vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen Binder mit einem Gehalt von 35 bis 75 Gew.$ eines Polyurethan-Harzes, 10 bis 20 Gew.?ö eines Phenoxy-Harzes und 15 bis 45 Gew.$ eines Vinylidinchlorid-Acrylonitril-Harzes.
2. Magnetische Schicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder etwa 50?ö Polyurethan-Harz enthält.
3. Hagnetische Schicht nach Anspruch 1 und/oder 2, d a durch gekennzeichnet, daß das Polyurethan-Harz etwa gleiche Teile eines Polyester-Urethan-Harzes und eines Polyäther-Urethan-Harzes enthält.
4. Magnetische Schicht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder zusätzlich Pol.yi rocyanat in piner Menge von 1 bis 3 Teilen pro 10 Teile der anderen Binderkomponenten enthält.
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