DE2722582C2

DE2722582C2 -

Info

Publication number: DE2722582C2
Application number: DE2722582A
Authority: DE
Inventors: Takayasu Tagajyo Miyagi Jp Hirano; Yoshiaki Sendai Miyagi Jp Hisagen; Minoru Takamizawa; Hiroshi Annaka Gunma Jp Yoshioka
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Sony Corp
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Sony Corp
Priority date: 1976-05-18
Filing date: 1977-05-18
Publication date: 1988-07-28
Also published as: DE2722582A1; JPS52140303A; US4131717A; JPS561685B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß den vorangegangenen Patentansprüchen.

Magnetische Aufzeichnungsmedien, ob sie nun für Tonaufzeichnungen, Video-Aufzeichnungen oder andere magnetische Aufzeichnungen verwendet werden, kommen während ihrer Verwendung mit Führungseinrichtungen, Magnetköpfen und dergleichen in Kontakt. Beispielsweise muß im Fall eines Video-Bandaufzeichnungsgerätes, für das hohe Bandgeschwindigkeiten erforderlich sind, das Magnetband eine ausreichende Abnutzungsbeständigkeit und einen relativ geringen Reibungskoeffizienten besitzen, wenn es während längerer Zeit glatt und gleichmäßig betrieben werden soll. Weiterhin muß das auf einem Aufzeichnungsmedium vorhandene magnetische Pulver ausreichend fest an dem Substrat oder der Unterlage anhaften, um gegen ein Abschuppen oder eine Ablösung dieses Pulvers während der Verwendung des Aufzeichnungsmediums beständig zu sein und das Aufzeichnungsmedium muß, wenn es sich dabei um ein Band handelt, eine gute Klebfähigkeit besitzen.

Magnetische Aufzeichnungsmedien mit erhöhtem Reibungskoeffizienten vibrieren während der Aufzeichnung und/oder während der Wiedergabe an den Führungseinrichtungen und den Magnetköpfen, so daß die aufgezeichneten oder wiedergegebenen Signale gegenüber den ursprünglichen Signalen verzerrt sind. In einigen Fällen ergibt sich als Folge der Vibration des magnetischen Aufzeichnungsmediums ein sogenannter "Q"-Ton oder eine "Q"-Verzerrung ("Q"-Sound).

Es sind Versuche unternommen worden, die oben erläuterten Nachteile zu überwinden und magnetischen Aufzeichnungsmedien eine Schmierfähigkeit oder eine Glätte zu verleihen. Bislang wurde jedoch noch kein zufriedenstellendes Schmiermittel für magnetische Aufzeichnungsmedien entwickelt. Beispielsweise ist es vorgeschlagen worden, Schmiermittel, wie Silikonfluide, Rizinusöl, Molybdändisulfid, Graphit, höhere Fettsäuren und dergleichen zu verwenden und diese Schmiermittel in eine magnetische Schicht einzumischen, die ein magnetisches Pulver, wie γ-Eisen(II)-oxid (γ-Fe₂O₃) und ein Bindemittel, wie Polyvinylchlorid, enthält. Magnetische Aufzeichnungsmedien, die solche Schmiermittel enthalten, zeigen, wenn auch nicht in ausreichendem Maße, eine gewisse Abnutzungsbeständigkeit oder Abriebfestigkeit. Wenn man eine große Menge eines der obenerwähnten Schmiermittel in die magnetische Schicht einmischt, um die Abnutzungsbeständigkeit weiter zu erhöhen, so tritt in der magnetischen Schicht das als "Ausbluten" oder "Ausblühen" bekannte Phänomen auf. Das Phänomen des Ausblutens oder Ausblühens ergibt sich dadurch, daß das Schmiermittel an die Oberfläche der magnetischen Schicht dringt oder diffundiert und sich dort von ihr ablöst.

Als Ergebnis davon wird die Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums rauh und es löst sich während der Verwendung des Aufzeichnungsmediums mehr und mehr magnetisches Pulver aus der magnetischen Aufzeichnungsschicht heraus oder wird aufgrund der Reibwirkung aus dieser Schicht herausgearbeitet. Wenn der Reibungskoeffizient zu groß ist, können die "Q"-Verzerrungen nicht vermieden werden.

In jüngster Zeit wurde in der US-PS 39 93 846 als Schmiermittel für magnetische Aufzeichnungsmedien eine polyoxyalkylensubstituierte siliciumorganische Verbindung der folgenden allgemeinen Formel

RO(CHR′′CH₂O)_n₁(SiCH₃CH₃O)_m(CH₂CHR′′O)_n₂R′

beschrieben, in der

R und R′aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, R′′ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe, meine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 15 und n₁ und n₂ganze Zahlen mit einem Summenwert von 2 bis 16

bedeuten. Dieses Schmiermittel zeigt sich als relativ vielversprechend, indem es ein verbessertes magnetisches Aufzeichnungsmedium ergibt, bei dem zumindest einige der Probleme der herkömmlichen Produkte dieser Art beseitigt sind. Ferner wird in der US-PS 40 07 313 als Schmiermittel für magnetische Aufzeichnungsmedien eine Organosiliciumfluoridverbindung der allgemeinen Formel

beschrieben, in der

Rfür eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen und nfür eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3

stehen. Dieses Schmiermittel gibt ebenfalls zu Hoffnungen Anlaß, indem es die Bildung eines verbesserten magnetischen Aufzeichnungsmediums ermöglicht, bei dem mindestens einige der obenerwähnten Probleme der herkömmlichen Materialien dieser Art beseitigt sind.

In der US-PS 40 07 314 wird außerdem eine Organosiliciumverbindung der allgemeinen Formel

(RCOO)_nSi(CH₃)_4-n

beschrieben, in der

Reine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen und neine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3

bedeuten, die als Schmiermittel für magnetische Aufzeichnungsmedien geeignet ist und ebenfalls die Herstellung von verbesserten magnetischen Aufzeichnungsmedien ermöglicht, bei denen mindestens einige der Nachteile der herkömmlichen Materialien dieser Art ausgeräumt sind. Obwohl die obenerwähnten Schmiermittel den herkömmlichen Schmiermitteln vorgezogen werden, besteht dennoch ein Bedürfnis für weiter verbesserte Schmiermittel für magnetische Aufzeichnungsmedien.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das ein Schmiermittel enthält, das dem Aufzeichnungsmedium die gewünschte Schmierfähigkeit verleiht, ohne daß die sonstigen vorteilhaften Eigenschaften dieser Medien beeinträchtigt werden, ohne daß das Schmiermittel aus dem Aufzeichnungsmedium austritt und ohne daß die Klebfähigkeit des Mediums, wenn es sich um ein Bandmaterial handelt, beeinträchtigt wird.

Diese Aufgabe wird nun durch das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß Hauptanpruch gelöst.

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium in Form eines Bandes, einer Scheibe oder Platte mit einer nichtmagnetischen Unterlage, einer darauf abgeschiedenen magnetischen Schicht, die in einem harzartigen Bindemittel dispergierte magnetisierbaren Teilchen und gegebenenfalls übliche Zusätze enthält, und einem Organopolysiloxan-Schmiermittel, wobei das Schmiermittel aus einem Organopolysiloxan der folgenden allgemeinen durchschnittlichen Formel (I)

besteht, in welcher

Reine einwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, R′eine aliphatische einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen, welche von einer üblichen Fettsäure der allgemeinen Formel R′COOH abgeleitet ist, n0 oder eine positive Zahl und meine positive Zahl

mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe von n+m weniger als 3 ist und die Zahl der Siliciumatome in einem Siloxanmolekül 2 bis 8 beträgt, und dieses Schmiermittel in einer Menge von 0,5 bis 6 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der in der magnetischen Schicht enthaltenen magnetisierbaren Teilchen in die magnetische Schicht eingearbeitet ist und/oder in einer Menge von 30 bis 1500 mg/m² auf die freie Oberfläche der magnetischen Schicht aufgetragen ist.

Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.

Das erfindungsgemäß verwendete Schmiermittel kann in die magnetische Schicht eingemischt oder eingearbeitet werden und/ oder in Form einer Schicht auf die magnetische Schicht aufgebracht werden. Die Menge des in die magnetische Schicht eingearbeiteten Schmiermittels beträgt 0,5 bis 6 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der in der magnetischen Schicht enthaltenen magnetisierbaren Teilchen, und/oder das Schmiermittel ist in einer Menge von 30 bis 1500 mg/m² auf die magnetische Schicht aufgetragen.

Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium, das das oben definierte Organopolysiloxan enthält, zeigt einen wesentlich verminderten dynamischen Reibungskoeffizienten und neben einer verbesserten Klebfähigkeit oder Verklebbarkeit eine wesentlich geringere Neigung dafür, daß magnetische Teilchen aus der magnetischen Schicht austreten oder verlorengehen.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Bestimmung des dynamischen Reibungskoeffizienten (µd) des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Bestimmung der Klebfähigkeit eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsbandes oder Magnetbandes.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes magnetisches Aufzeichnungsmedium, das eine nicht-magnetische Unterlage oder ein nicht-magnetisches Substrat umfaßt, auf der bzw. dem eine magnetische Schicht oder Magnetschicht aufgebracht ist, die in einem harzartigen Bindemittel dispergierte magnetische oder magnetisierbare Teilchen in Kombination mit einem Organopolysiloxan als Schmiermittel in einer solchen Menge enthält, daß die Magnetschicht ein Schmiervermögen oder eine Schmierfähigkeit besitzt.

Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien, wie die flexiblen Magnetbänder oder die relativ starren Magnetplatten, zeigen im Vergleich zu den herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien eine wesentlich verbesserte Abnutzungsbeständigkeit oder Verschleißfestigkeit. Der Reibungskoeffizient der erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien ist wesentlich geringer und die Schmierfähigkeit oder die Glätte dieser Materialien ist wesentlich verbessert.

Demzufolge laufen die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien während relativ langer Zeitdauern glatt und gleichmäßig über Führungseinrichtungen, Magnetköpfe und dergleichen. Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien zeigen, falls überhaupt, nur geringe "Q"-Verzerrungen. Weiterhin wird die Menge des magnetischen Pulvers, das während der Benutzung der erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien abgerieben wird, wesentlich vermindert. Hinzu kommt, daß die Klebfähigkeit von erfindungsgemäßen Magnetbändern deutlich verbessert ist.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Schmiermittel sind Moleküle, die aus einem Organopolysiloxan der folgenden allgemeinen durchschnittlichen Formel I

bestehen, in der

mit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe von n+m weniger als 3 ist und die Zahl der Siliciumatome in einem Molekül eines solchen Organopolysiloxanmaterials 2 bis 8 beträgt.

Wie in der Siliciumchemie üblich, werden die Strukturformeln der Siliciumverbindungen auf der Grundlage eines einzigen Siliciumatoms dargestellt, so daß die erfindungsgemäß verwendeten Organopolysiloxanmaterialien durch die obige allgemeine Formel I der durchschnittlichen Einheit wiedergegeben werden.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Organopolysiloxane können in ihrem Molekülaufbau geradkettig, verzweigt oder cyclisch sein. Diese Organopolysiloxane weisen in einem Molekül mindestens eine Acyloxygruppe der Formel R′COO-, gegebenenfalls in Kombination mit einer oder mehreren Alkoxygruppen der Formel RO-, auf. Bei der Gruppe R′ der Acyloxygruppe handelt es sich um eine langkettige, einwertige, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, wobei im Fall der Anwesenheit von zwei oder mehr Acyloxygruppen in dem Organopolysiloxan die Gruppen R′ dieser Acyloxygruppen gleichartig oder verschieden sein können. Die Gruppe R der Alkoxygruppe ist eine einwertige, gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe, wobei für den Fall, daß zwei oder mehr Alkoxygruppen in einem Molekül vorhanden sind, die Gruppen R der Alkoxygruppen gleichartig oder verschieden sein können.

Die Anzahl der Kohlenstoffatome der Gruppen R der Alkoxygruppe beträgt 1 bis 5, da ein Organopolysiloxan mit einer Alkoxygruppe mit mehr als 5 Kohlenstoffatomen keine wesentliche Verbesserung hinsichtlich der Klebfähigkeit ergibt und ein magnetisches Aufzeichnungsmedium liefert, das bezüglich seiner Abnutzungsbeständigkeit bzw. seiner Verschleißfestigkeit nicht zu befriedigen vermag.

Die Anzahl der Kohlenstoffatome in den Gruppen R′ der Acyloxygruppen beträgt 7 bis 17, da ein Organopolysiloxan mit einer Acyloxygruppe mit weniger als 7 Kohlenstoffatomen zu einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit erhöhtem Reibungskoeffizienten führt, während ein Organopolysiloxan mit einer Acyloxygruppe mit mehr als 17 Kohlenstoffatomen ein übermäßiges Ausbluten oder Ausblühen verursacht und zu einer Vergrößerung der Menge der magnetischen Teilchen führt, die sich während der Benutzung eines mit dieser Verbindung hergestellten magnetischen Aufzeichnungsmediums ablösen, herausreiben.

Jedes Molekül der erfindungsgemäß verwendeten Organopolysiloxane enthält 2 bis 8 Siliciumatome. Wenn die Anzahl der Siliciumatome in dem Organopolysiloxan größer ist als 8, wird der Reibungskoeffizient eines mit einem solchen Organopolysiloxanmolekül gebildeten magnetischen Aufzeichnungsmediums zu groß und es ergibt sich keine Verbesserung der Schmierfähigkeit des Aufzeichnungsmediums. Wenn andererseits die Anzahl der in dem Molekül enthaltenen Siliciumatome 1 beträgt, handelt es sich bei der Verbindung nicht mehr um ein Organopolysiloxan, sondern um ein Organosilan, was zur Folge hat, daß der Reibungskoeffizient eines mit einem solchen Organosilan gebildeten magnetischen Aufzeichnungsmediums zu groß ist, so daß es nicht möglich ist, eine zufriedenstellende Abriebfestigkeit und Schmierfähigkeit zu erreichen.

Erfindungsgemäß können die als Schmiermittel eingesetzten Organopolysiloxane den magnetischen Teilchen und Bindemitteln, die zur Herstellung einer magnetischen Schicht oder Magnetschicht verwendet werden, zugesetzt oder darin eingemischt werden oder man kann das als Schmiermittel eingesetzte Organopolysiloxan in Form einer Deckschicht auf die magnetische Schicht auftragen oder man kann beides tun, das heißt man kann die Organopolysiloxane sowohl in die magnetische Schicht einarbeiten als auch diese mit einer Organopolysiloxanschicht versehen. Wenn das Schmiermittel in die magnetische Schicht eingearbeitet wird, erstreckt sich die Menge des Organopolysiloxans von 0,5 bis 6 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des magnetischen Pulvers, wie γ-Eisen(III)-oxid. Wenn man einem magnetischen Pulver mehr als 6 Gewichtsteile (bezogen auf 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen) eines Organopolysiloxans zusetzt, wird die Haftfestigkeit der gebildeten magnetischen Schicht vermindert, was zur Folge hat, daß das magnetische Pulver während der Benutzung des Aufzeichnungsmediums leichter herausgerieben wird, wenngleich der Reibungskoeffizient der magnetischen Schicht vermindert ist. Wenn man weniger als 0,5 Gewichtsteile des Organopolysiloxans pro 100 Gewichtsteile der magnetischen Teilchen verwendet, erhält das magnetische Aufzeichnungsmedium keine ausreichende Schmierfähigkeit und es wird der Reibungskoeffizient nicht ausreichend stark verringert. Wenn das Schmiermittel in Form einer Deckschicht auf die Magnetschicht aufgebracht wird, wird das Schmiermittel in einer solchen Menge aufgetragen, daß pro m² der magnetischen Schicht 30 bis 1500 mg und noch bevorzugter 60 bis 700 mg des Organopolysiloxans vorhanden sind.

Als magnetisches Pulver oder magnetisierbare Teilchen kann man in den erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien irgendwelche zur Verfügung stehenden magnetischen oder magnetisierbaren Materialien verwenden, wie γ-Hämatit (γ-Fe₂O₃); Magnetit (Fe₃O₄); γ-Hämatit oder Magnetit, die mit Nichteisenatomen, wie Kobalt, dotiert sind; Eisenoxide von nichtstöchiometrischen Oxidationsprodukten, die in ihrer Zusammensetzung zwischen γ-Hämatit und Magnetit liegen; Chromdioxid (CrO₂); magnetische oder magnetisierbare Legierungen, wie Eisen-Kobalt-Legierungen (Fe-Co) und Eisen-Kobalt-Nickel-Legierungen (Fe-Co-Ni); und Mischungen davon oder andere magnetische oder magnetisierbare Materialien.

Als harzartiges Bindemittel kann man für die Herstellung der erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien irgendwelche üblicherweise verwendeten harzartigen Bindemittel verwenden, wie Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Vinyl-Polyurethan-Harze, Epoxidharze, Phenoxyharze, Polyesterharze und Mischungen davon oder andere harzartige Bindemittel.

Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien können ferner antistatische Mittel enthalten, wie sie üblicherweise für magnetische Aufzeichnungsmedien verwendet werden. Ein Beispiel eines geeigneten antistatischen Mittels ist Ruß. Man kann jedoch auch andere geeignete antistatische Mittel verwenden. Weiterhin kann man den magnetischen Schichten der erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien Dispergiermittel zusetzen, wie Lecithin und dergleichen.

Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien liegen in üblichen Formen vor, d. h. als Magnetbänder, die eine flexible nichtmagnetische Foliengrundlage aufweisen, und Scheiben oder Platten mit einer relativ steifen oder starren nichtmagnetischen Unterlage, die beispielsweise aus Keramik oder einem Metall wie Aluminium bestehen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Organopolysiloxanverbindungen können über verschiedene Herstellungswege mit relativ hohen Ausbeuten synthetisch hergestellt werden. Beispielsweise kann man eine Umesterung durchführen, bei der man ein Methylalkoxypolysiloxan der folgenden durchschnittlichen Formel II

in der

Reine einwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und n′eine positive Zahl mit einem Wert von weniger als 3

bedeuten und die Anzahl der Siliciumatome in einem Molekül dieses Methylalkoxypolysiloxans 2 bis 8 beträgt, mit einer üblichen Fettsäure der allgemeinen Formel R′COOH, in der R′ für eine aliphatische einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen steht, umsetzt. Das oben beschriebene Methylalkoxypolysiloxan der allgemeinen Formel II kann man durch eine Kondensation des Teilhydrolyseprodukts von Methyltrialkoxysilan erhalten, das man durch die folgende allgemeine Formel CH₃Si(OR)₃ wiedergeben kann, in der R die gleichen Bedeutungen besitzt wie die Bedeutungen von R der obigen allgemeinen Formel II. Die oben erwähnte Umesterungsreaktion kann durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden:

in der R, R′ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und n gleich ist der Summe von m und n.

Ein anderes Beispiel eines Synthesewegs zur Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Organopolysiloxanverbindungen ist eine Dehydrochlorierungsreaktion, bei der ein Methylchlorpolysiloxan der folgenden allgemeinen Formel IV für eine durchschnittliche Einheit:

in der n′ eine positive Zahl mit einem Wert von weniger als 3 bedeutet und die Anzahl der Siliciumatome in dem Molekül des Methylchlorpolysiloxans 2 bis 8 beträgt, mit einem Alkohol der allgemeinen Formel ROH, in der R für eine einwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen steht, und mit einer üblichen Fettsäure der allgemeinen Formel R′COOH, in der R′ für eine aliphatische einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen steht, umgesetzt wird. Das obenerwähnte Methylchlorpolysiloxan der allgemeinen Formel IV kann man durch eine Kondensationsreaktion eines Teilhydrolyseprodukts von Methyltrichlorsilan der Formel CH₃SiCl₃ herstellen. Die oben erwähnte Dehydrochlorierungsreaktion kann durch die folgende Gleichung V wiedergegeben werden:

in der R und R′ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und n′ gleich ist der Summe von n und m. (* Vorzugsweise verwendet man Pyridin oder ein anderes geeignetes Dehydrochlorierungsmittel.)

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung werden sechs Beispiele der obenerwähnten Organopolysiloxane in im wesentlichen identischer Weise bereitet, so daß lediglich der Syntheseweg zur Herstellung des Organopolysiloxans der erfindungsgemäßen Probe Nr. 1 im Detail erläutert wird.

Man trägt 316 g (1 Mol) eines Methylmethoxypolysiloxans, das man durch die Teilhydrolyse-Kondensations-Reaktion von CH₃Si(OCH₃)₃ erhalten hat und das der folgenden Formel VI entspricht

und 316 g (2 Mol) Pelargonsäure (C₈H₁₇COOH) in 500 g Toluol ein. Dann versetzt man die obige Mischung mit 2,0 g Trifluoressigsäure als Katalysator und erhitzt die Mischung unter Rühren. Das im Verlaufe der Kondensationsreaktion gebildete Methanol wird zusammen mit Toluol als azeotropes Gemisch aus der Mischung abdestilliert. Nachdem etwa die theoretische Menge Methanol entfernt worden ist, kühlt man die Mischung ab und neutralisiert den Katalysator mit Natriumcarbonat (Na₂CO₃). Man filtriert die Mischung und entfernt das restliche Lösungsmittel. In dieser Weise erhält man 528 g eines Organopolysiloxans der folgenden Formel für die durchschnittliche Einheit:

(wobei das Molekül dieser Verbindung 3 Siliciumatome enthält). Dieses Organopolysiloxan, das man mit einer Ausbeute von etwa 93% der Theorie erhält, liegt in Form einer hellgelben Flüssigkeit mit einer Viskosität von 25 cSt bei 25°C vor.

Die in der folgenden Tabelle I angegebenen erfindungsgemäßen Proben Nr. 2, 3, 4, 5 und 6 erhält man in ähnlicher Weise.

Dann gibt man 2 Gewichtsteile (bezogen auf 100 Gewichtsteile des magnetischen Pulvers) jedes der in der Tabelle I angegebenen Organopolysiloxane zu einer magnetischen Masse, die aus den folgenden Bestandteilen zusammengesetzt ist:

Ferromagnetisches Chromdioxidpulver100 Gew.-Teile Gesättigtes Polyesterharz 10,0 Gew.-Teile Phenoxyharz 10,0 Gew.-Teile Polyurethanharz 10,0 Gew.-Teile Dispergiermittel¹) 1,0 Gew.-Teile Methyläthylketon150 Gew.-Teile Methylisobutylketon150 Gew.-Teile

¹) Dispergiermittel, das ein N-Talgoxy-trimethylendiamin enthält.

Die mit dem Organopolysiloxan versetzte magnetische Masse wird dann in einer Kugelmühle mit einer Polyisocyanatverbindung (Polyisocyanat, das dem Reaktionsprodukt aus 1,1,1-Trimethylolpropan und 3 Mol 2,4-Toluoldiisocyanat entspricht, und eine Mischung darstellt, die etwa 75% des obigen Reaktionsprodukts und etwa 25% eines Lösungsmittels, wie Äthylacetat, enthält) vermischt. Dann führt man die Mischung durch ein Metallfilter mit einer durchschnittlichen Porenweite von etwa 3 µm. Die filtrierte Mischung wird dann gleichmäßig in einer Dicke von etwa 23 µm auf eine flexible, nichtmagnetische Foliengrundlage (die beispielsweise aus Polyäthylenterephthalat besteht) in einer solchen Menge aufgetragen, daß die beschichtete Folie nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 35 µm aufweist (was bedeutet, daß der aufgebrachte getrocknete Überzug eine Dicke von etwa 12 µm besitzt). Die mit den oben beschriebenen filtrierten Massen oder Mischungen beschichteten Polyäthylenterephthalatfolien werden dann getrocknet, kalandriert und während 24 Stunden auf eine Temperatur von 60°C erhitzt, um die Harze auszuhärten. Die in dieser Weise hergestellten Folien werden zu 6,35 mm (1/4 inch) breiten Streifen oder Bändern zerschnitten. Die in der folgenden Tabelle I angegebenen Magnetbänder der erfindungsgemäßen Proben der Nummern 1 bis 6 werden sämtlich in der oben beschriebenen Weise hergestellt.

Die "Q"-Verzerrungen ("Q"-Signalverfälschungen), der dynamische Reibungskoeffizient ( μ d), die abgeriebene Menge des magnetischen Pulvers und die Klebfähigkeit der gemäß dem obigen Beispiel bereiteten Magnetbänder werden mit Hilfe der folgenden Methoden bestimmt:

1. "Q"-Verzerrungen (Signalschwankungen des Magnetbandes)

Die in der obigen Weise hergestellten Magnetbänder mit einer Breite von 6,35 mm (1/4 inch) werden in ein professionelles Tonbandgerät eingefädelt und unter verschiedenen Bedingungen betrieben. Die erhaltenen Ergebnisse werden unter Anwendung des folgenden Bewertungsmaßstabes bewertet, der sechs Bewertungsziffern von -5 bis 0 umfaßt, von welchen Bewertungsziffern -5 für das schlechteste Ergebnis und 0 für das beste Ergebnis stehen.

2. Dynamischer Reibungskoeffizient (μ d)

Nach der in Fig. 1 dargestellten Weise wird ein Band 1 mit einer Breite von 6,35 mm (1/4 inch) mit etwa einem Viertel der Umfangsoberfläche des Messingzylinders 2 in Kontakt gebracht. Ein Ende des Bandes 1 wird horizontal an einer Festhalteeinrichtung 3 fixiert, während an dem anderen freien Ende des Bandes 1 ein Gewicht W von 100 g befestigt wird, das eine gegebene Belastung auf den befestigten Abschnitt des Bandes ausübt. Der Zylinder 2 wird dann gesteuert mit einer solchen Geschwindigkeit in Drehung versetzt, daß sich in bezug auf das Band eine Umfangsgeschwindigkeit von 0,75 mm/sec ergibt. Zwischen dem Gewicht W und dem Zylinder 2 bzw. zwischen dem Zylinder 2 und der Festhalteeinrichtung 3 werden Dehnungsmeßgeräte T₁ und T₂ in der dargestellten Weise angeordnet, mit denen die Spannungen t₁ und t₂ gemessen werden. Der dynamische Reibungskoeffizient (μ d) wird dann mit Hilfe der folgenden Gleichung errechnet:

m d = 2/π log_e t₂/t₁

3. Abgeriebene Menge des magnetischen Pulvers

Man umwickelt eine Rolle mit einem Standardläppapier oder Schleifpapier Nr. 800 gemäß der JIS Vorschrift (Japanese Industrial Standards) R 6001 und JIS R 6253. Dann hängt man ein in der obigen Weise bereitetes Magnetband mit einer Breite von 6,35 mm (1/4 inch) unter Anwendung einer Belastungskraft von 100 g über die Rolle und zieht das Band über eine Strecke von 10 cm über die Rolle hin und her. Die Gewichtsabnahme der abgeschliffenen Bandprobe wird in mg gemessen. Die Gewichtsabnahme entspricht dabei der abgeriebenen Menge des Pulvers.

4. Klebfähigkeit

Man wickelt ein in der obigen Weise bereitetes Magnetband um eine Rolle und bewahrt es während 3 Tagen bei einer Temperatur von 45°C und einer relativen Feuchtigkeit von 80% auf. Unter diesen Bedingungen wird eine gewisse Menge des in der magnetischen Schicht des Bandes vorhandenen Schmiermittels auf die Oberfläche der Rückseite der nächsten Bandschicht des Wickels übertragen. Dann wird, wie es in der Fig. 2 dargestellt ist, ein Klebstreifen 5 mit einer Breite von 6,35 mm (1/4 inch) unter Anwendung eines Druckes von etwa 2 kg auf die Oberfläche der Rückseite des Bandes (die gegenüber der magnetischen Schicht 4 des Bandes 1 liegt) aufgepreßt. Das Ende des Klebstreifens 5 wird dann von dem Band 1 abgehoben und in der in der Fig. 2 angegebenen Pfeilrichtung F abgezogen. Die Abziehkraft F, bei der der Klebstreifen 5 sich von dem Band abzulösen beginnt, wird in Gramm angegeben und ist weiter unten in der Tabelle I aufgeführt. Je größer die Abziehkraft F ist, um so besser ist die Klebfähigkeit des betreffenden Magnetbandes.

Die mit den in der obigen Weise bereiteten erfindungsgemäßen Proben Nr. 1 bis 6 erzielten Ergebnisse sind zusammen mit den Ergebnissen der Vergleichsproben der Nummern 1 bis 7 in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Die Vergleichsproben Nr. 1 bis 7 wurden im wesentlichen identisch zu der oben beschriebenen Weise hergestellt, mit dem Unterschied, daß andersartige Organopolysiloxane, die ebenfalls in der Tabelle I angegeben sind, verwendet wurden.

Wie aus der obigen Tabelle I zu ersehen ist, zeigen die erfindungsgemäßen Proben der Nummern 1 bis 6, bei denen das entsprechende Organopolysiloxanschmiermittel Gruppen R mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bzw. Gruppen R′ mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen aufweist, überlegene Werte in bezug auf die "Q"-Verzerrungen, den dynamischen Reibungskoeffizienten, die abgeriebene Menge des magnetischen Pulvers und die Klebfähigkeit. Andererseits zeigen die Ergebnisse der Vergleichsbeispiele der Nummern 1 bis 7, die ebenfalls in der Tabelle I angegeben sind, deutlich, daß, wenn entweder die Gruppen R des Organopolysiloxans mehr als 5 Kohlenstoffatome aufweisen oder wenn die Gruppen R′ des Organopolysiloxans weniger als 7 oder mehr als 17 Kohlenstoffatome besitzen, sich bezüglich der gemessenen Eigenschaften wesentlich schlechtere Werte ergeben.

Beispiel 2

Bei diesem erfindungsgemäßen Beispiel werden im wesentlichen nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise acht erfindungsgemäße Proben der Nummern 7 bis 14 bereitet. Bei diesem Beispiel wird jedoch als Organopolysiloxan in sämtlichen Fällen ein lineares Trisiloxan eingesetzt, das drei Siliciumatome, als Gruppen R CH₃- Gruppen und als Gruppen R′ C₁₅H₃₁-Gruppen aufweist, und m = 2/3 und n = 1 sind . Die Menge des zugesetzten Organopolysiloxans wird in sämtlichen Proben in der Weise variiert, wie es in der Tabelle II angegeben ist. Die entsprechenden Bandproben wurden im wesentlichen nach der in Beispiel 1 angegebenen Weise hergestellt. Diese Proben wurden dann hinsichtlich ihres dynamischen Reibungskoeffizienten und bezüglich der abgeriebenen Menge des Pulvers in der obigen Weise untersucht. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammen mit den Ergebnissen der Vergleichsprobe Nr. 8 angegeben, die eine identische Zusammensetzung besitzt, jedoch kein Organopolysiloxan enthält.

Tabelle II

Wie aus der obigen Tabelle II zu ersehen ist, zeigen die erfindungsgemäßen Proben der Nummern 7 bis 13, die 0,5 bis 6,0 Gew.-Teile des linearen Trisiloxans enthalten, annehmbare und/oder überlegene Werte sowohl hinsichtlich des dynamischen Reibungskoeffizienten als auch hinsichtlich der abgeriebenen Pulvermenge. Die erfindungsgemäße Probe Nr. 14 zeigt einen annehmbaren Wert für den dynamischen Reibungskoeffizienten, weist jedoch einen für die Praxis ungeeigneten Pulververlust während des Abriebtests auf, während die Vergleichsprobe Nr. 8 einen nicht hinnehmbar hohen dynamischen Reibungskoeffizienten aufweist.

Beispiel 3

Bei diesem erfindungsgemäßen Beispiel werden sieben erfindungsgemäße Proben der Nummern 15 bis 21 im wesentlichen in identischer Weise zu der in Beispiel 1 beschriebenen hergestellt. Bei dieser Ausführungsform werden als Organopolysiloxane lineare Polysiloxane mit 2 bis 8 Siliciumatomen pro Molekül verwendet, wie sie in der Tabelle III angegeben sind, wobei die Materialien als Gruppen R C₃H₇-Gruppen und als Gruppen R′ C₁₇H₃₃-Gruppen enthalten und die in der Tabelle III angegebenen Werte von n und m aufweisen. Dann werden in der oben beschriebenen Weise Bandproben bereitet und hinsichtlich der angegebenen Eigenschaften in der oben beschriebenen Weise untersucht. Die Vergleichsprobe Nr. 9 enhält ein Organosilan

((CH₃)(C₃H₇)C₁₇H₃₃COO)₂Si),

während die Vergleichsprobe Nr. 10 ein Organopolysiloxan enthält, das 9 Siliciumatome pro Molekül aufweist, als Gruppen R C₃H₇-Gruppen und als Gruppen R′ C₁₇H₃₃-Gruppen aufweist und die in der Tabelle III angegebenen Werte von n und m besitzt.

Tabelle III

Wie aus den obigen Ergebnissen zu ersehen ist, sind im Fall der untersuchten erfindungsgemäßen Proben der dynamische Reibungskoeffizient (μ d), die "Q"-Verzerrungen und die abgeriebene Pulvermenge ausreichend gering. Andererseits ist im Fall der Vergleichsproben Nr. 9 und 10 der Reibungskoeffizient (μ d) zu groß und es werden gewisse "Q"-Verzerrungen gebildet und es wird eine zu große Pulvermenge abgerieben, so daß diese Magnetbänder für die Praxis nicht geeignet sind.

Beispiel 4

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform werden achtzehn erfindungsgemäße Proben der Nummern 22 bis 39 in im wesentlichen der Weise bereitet, wie es in Beispiel 1 angegeben ist. Die verschiedenen Organopolysiloxane, die in den erfindungsgemäßen Proben der Nummern 22 bis 39 verwendet werden, sind in der folgenden Tabelle IV aufgeführt. Es werden dann in der oben beschriebenen Weise entsprechende Bandproben bereitet und untersucht. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV

Wie aus den in der obigen Tabelle IV aufgeführten Ergebnissen zu ersehen ist, ist der dynamische Reibungskoeffizient (μ d) ausreichend gering, es werden nur geringe, falls überhaupt, "Q"-Verzerrungen gebildet und die abgeriebene Pulvermenge ist für sämtliche erfindungsgemäßen Proben dieser Ausführungsform gering.

Es ist der Tatsache Aufmerksamkeit zu schenken, daß die erfindungsgemäßen Magnetbänder, die ein Organopolysiloxan in einem n/m-Verhältnis (das heißt einem Verhältnis von Alkoxygruppen zu Acyloxygruppen) von 0,2 bis 5 eine überlegene Klebfähigkeit besitzen.

Beispiel 5

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der oben beschriebenen magnetischen Masse oder magnetischen Zusammensetzung kein Organopolysiloxan zugesetzt. Statt dessen wird die oben beschriebene magnetische Masse oder Zubereitung auf Polyäthylenterephthalatfolien aufgeschichtet und in der oben beschriebenen Weise weiterbehandelt, worauf nach der Bildung der magnetischen Schicht eine Deckschicht aus den in der folgenden Tabelle V angegebenen verschiedenen Organopolysiloxane auf die magnetischen Schichten aufgebracht wird.

Die Grundlagenfolien werden nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise mit der magnetischen Masse beschichtet, getrocknet und kalandriert. Dann werden flüssige Beschichtungslösungen aus 3 g (pro Liter des Lösungsmittels) eines der in der folgenden Tabelle V angegebenen Organopolysiloxane und Methyläthylketon bereitet und jeweils auf die freie Oberfläche der Magnetschicht sämtlicher erfindungsgemäßer Proben der Nummern 40 bis 42 und der Vergleichsproben der Nummern 11 und 12 aufgetragen. In jedem Fall beträgt die Menge der Deckschicht etwa 30 mg/m², jeweils auf das Organopolysiloxan bezogen. Die beschichteten magnetischen Schichten werden dann zur Bildung von Probebändern getrocknet, die dann in der oben beschriebenen Weise untersucht werden. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V zusammengestellt.

Tabelle V

Wie die in der Tabelle V angegebenen Ergebnisse verdeutlichen, sind die mit den Probebändern, die mit den angegebenen Organopolysiloxanen (als Deckschicht) beschichtet worden sind, erzielten Werte bezüglich der "Q"-Verzerrungen, des dynamischen Reibungskoeffizienten, der abgeriebenen Pulvermenge und der Klebfähigkeit mindestens ebenso gut wie die Werte, die mit mit den weiter oben angegebenen Probebändern erzielt, bei denen die Organopolysiloxane in die magnetische Schicht eingearbeitet worden sind.

Anstelle des obenerwähnten Methyläthylketons kann man als Lösungsmittel zur Herstellung einer flüssigen Schmiermittel-Beschichtungsmasse beispielsweise Dichlordifluormethan (CCl₂F₂) oder Isopropylalkohol oder irgendein anderes verträgliches Lösungsmittel verwenden.

Man kann aber auch in der magnetischen Schicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums zwei oder mehr der oben definierten Organopolysiloxane verwenden.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium in Form eines Bandes, einer Scheibe oder Platte mit einer nichtmagnetischen Unterlage, einer darauf abgeschiedenen magnetischen Schicht, die in einem harzartigen Bindemittel dispergierte magnetisierbare Teilchen und gegebenenfalls übliche Zusätze enthält, und einem Organopolysiloxan-Schmiermittel, wobei das Schmiermittel aus einem Organopolysiloxan der folgenden allgemeinen durchschnittlichen Formel (I) besteht, in welcherReine einwertige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, R′eine aliphatische einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 17 Kohlenstoffatomen, welche von einer üblichen Fettsäure der allgemeinen Formel R′COOH abgeleitet ist, n0 oder eine positive Zahl und meine positive Zahlmit der Maßgabe bedeuten, daß die Summe von n+m weniger als 3 ist und die Zahl der Siliciumatome in einem Siloxanmolekül 2 bis 8 beträgt, und dieses Schmiermittel in einer Menge von 0,5 bis 6 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der in der magnetischen Schicht enthaltenen magnetisierbaren Teilchen in die magnetische Schicht eingearbeitet ist und/oder in einer Menge von 30 bis 1500 mg/m² auf die freie Oberfläche der magnetischen Schicht aufgetragen ist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Schmiermittel aus einem Organopolysiloxan der allgemeinen Formel (I) besteht, in welcher R′ für eine C₁₇H₃₃-Gruppe steht.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Schmiermittel aus einem Organopolysiloxan der allgemeinen Formel (I) besteht und die Zahl der Siliciumatome in einem Siloxanmolekül 3 beträgt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Schmiermittel aus einem Organopolysiloxan der allgemeinen Formel (I) besteht, in welcher das Verhältnis n/m 0,2 bis 5 beträgt.