DE2756584A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium, darin verwendete schmiermittel und verfahren zur herstellung der schmiermittel - Google Patents

Magnetisches aufzeichnungsmedium, darin verwendete schmiermittel und verfahren zur herstellung der schmiermittel

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DE2756584A1
DE2756584A1 DE19772756584 DE2756584A DE2756584A1 DE 2756584 A1 DE2756584 A1 DE 2756584A1 DE 19772756584 DE19772756584 DE 19772756584 DE 2756584 A DE2756584 A DE 2756584A DE 2756584 A1 DE2756584 A1 DE 2756584A1
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
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    • GPHYSICS
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    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
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Description

PHN. 8634 Va/FF/ '-6-1977
"Magnetisches Aufzeichnungsmeditim, darin verwendete Schmiermittel und Verfahren zur Herstellung der Schmiermittel"
Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das einen nichtmagnetischen Träger sowie einen auf dem Träger angebrachten magnetisierbaren Ueberzug enthält, der ein in einem Bindemittel dispergiertes magnetisches Pigment und ein Schmiermittel enthält.
Der nichtmagnetische Träger weist meistens die Form eines Bandes, einer Platte oder einer Scheibe auf und ist meistens aus Kunststoff, wie Polyester oder Polyvinylchlorid, hergestellt. Der Träger kann auch aus Papier, Glas oder Metall hergestellt sein.
Das magnetisierbare Pigment enthält die Üblichen magnetisierbaren Teilchen, wie Metallpulver, z.B. Fe-Pulver, oder Metalloxidteilchen, z.B. Fe2O-- und CrO3-Teliehen. Die Teilchen sind im allgemeinen nadeiförmig
809828/0582
-Z- ■ ■ PHN. 863**
7-6-1977
mit einer Länge von etwa 0,1 bis 1 ,van und ^4-AV0BJ-gkp von etwa 0,01 bis 0,2/tun.
Das Pigment wird mit Hilfe eines Dispergiermittels in dem Bindemittel feinverteilt. Für diesen Zweck geeignete und übliche Dispergiermittel sind z.B. Lecithin, gegebenenfalls zusammen mit einem trochnenden OeI, Mono- oder Diestern der Phosphorsäure und Alkoholen und Alkylarylsulfonsäuren.
Das.Bindemittel ist ebenfalls vom üblichen Typ. Beispiele für geeignete Bindemittel sind Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylat, Polyester, Polyesteramid, Polyurethan und Copolymere mindestens zweier Monomere, die z.B. aus der durch Vinylchlorid, Vinylacetat, Acrylonitril, Vinylalkohol, Vinylbutyral und Vinylidenchlorid gebildeten Gruppe gewählt werden können.
Infolge der Entwicklung immer schnellerer und genauerer Aufzeichnungsgerate, wie Aufnahme- und Wiedergabegeräte, müssen der Qualität der darin verwendeten Aufzeichnungsmedien, wobei insbesondere an Magnetbänder gedacht wird, immer strengere Anforderungen gestellt werden. Die zu stellenden Anforderungen beziehen sich insbesondere auf die elektroakustischen Eigenschaften des Magnetbandes wie Signalstärke, Signalgenauigkeit, sie beziehen sich aber auch auf die mechanischen Eigenschaften des Bandes, z.B. die Zugfestigkeit, und ferner auf Beständigkeit gegen Abnutzung durch Gebrauch und Einfluss der Vetterverhältnisse. Es muss berücksichtigt werden, dass das Band während längerer Zeit unter sehr unterschiedlichen und wechselnden
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-Tf- PBN. 6b2^
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Umweltbedingungen, z.B. der Temperatur9 der relativen Luftfeuchtigkeit, der Ultraviolettbestrahlung durch Sonnenlicht, gebraucht und auf Lager gehalten werden muss.
Im Zusammenhang mit u.a. diesen Anforderungen enthält das Aufzeichnungsmedium ein Schmiermittel. Im Rahmen der Erfindung müssen an ein Schmiermittel die folgenden Anforderungen oder gegebenenfalls Kriterien gestellt werden:
Das Schmiermittel soll den Reibungswiderstand herabsetzen, den das Aufzeichnungsmedium, z.B. ein Magnetband, beim Transport entlang z.B. des Aufnahme- und des Wiedergabekopfes des Aufzeichnungsgeräts erfährt. Damit wird die Abnutzung des Bandes verringert. In diesem Zusammenhang wird im Rahmen der Erfindung das Kriterium aufgestellt, dass der dynamische Reibungskoeffizient ( /u) z.B. eines Magnetbandes bei Audiοanwendung einen Höchstwert von 0,3 bis 0,5 und bei Videoanwendung einen Höchstwert von 0,2 bis 0,k aufweisen muss.
Das Schmiermittel muss imstande sein, beim Transport z.B. des Magnetbandes im Aufzeichnungsgerät das Auftreten sogenannter "stick-slip"- und "squealn-Erscheinungen zu verhindern oder wenigstens erheblich zu unterdrücken. Unter "stick-slip1· ist ein unregelmässiger Bandtransport zu verstehen, wobei das Band abwechselnd stillsteht und weiterläuft. Unter "squeal" ist ein unregelmässiger Bandtransport zu verstehen, wobei die Geschwindigkeit des Bandes nicht konstant ist, aber kein Stillstand des Bandes auftritt.
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-fr--
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Die Anwendung des Schmiermittels darf weiter nicht zu einer Verschlechterung sowohl der mechanischen Eigenschaften des Magnetbandes, wie Zugfestigkeitsverringerung, Elastizitätsverringerung, als auch der elektroakustischen Eigenschaften, wie Signalherabsetzung oder Signalmodulation führen.
Die obengenannten Anforderungen und Kriterien müssen während einer längeren Periode und unter verschiedenen klimatologischen Bedingungen erfüllt werden.
Zur Anwendung in magnetischen Aufzeichnungsmedien eind viele Schmiermittel verschiedener Art bekannt. Es wurde nun gefunden, dass die bisher verwendeten und üblichen Schmiermittel, wie z.B. Oelsäure, Stearinsäure, Siliconöl, Fettsäurederivate, wie Fettsäμreester und Zinlcstearat, sowie feste Schmiermittel, wie Vaseline, Paraffin, Graphit und MoS-, nicht in genügendem Masse den obenbeschriebenen Anforderungen entsprechen.
So führt die Anwendung von Oelsäure oder Stearinsäure in Magnetbändern eine wesentliche Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Bandes herbei. Veiter ist die Herabsetzung des Reibungskoeffizienten ungenügend und weist das Band ein schlechtes Dauerversuchsverhalten auf. Der Dauerversuch ist ein Standardtest, bei dem Band mit einer Geschwindigkeit von 4,75 cm/sec entlang einest "Sandust"-Kopfes transportiert wird. Die Bandspannung beträgt etwa 20 g. Nachdem das Band 100 mal entlang des Kopfes geführt worden ist, wird die akustische Charakteri· stik, wie z.B. dernMaximum Output Level" (MOL), bestimmt. Der Dauerversuch kann unter erschwerten klimatologischen
8098 2 8/0582
-sr-
7-6 1977
Bedingungen, bei einer Temperatur von 3O°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% durchgeführt werden.
Die Anwendung von Siliconöl als Schmiermittel in einem Magnetband fuhrt zwar ebenfalls eine ungenügende Herabsetzung des Reibungskoeffizienten herbei, verhindert aber das Auftreten eines unregelmässigen Bandtransports, wie "stick-slip" und "squeal". Auch in diesem Falle ist das Oauerversuchsverhalten schlecht.
Die ebenfalls üblicherweise als Schmiermittel verwendeten Fettsäurederivate führen anfänglich eine wesentliche Herabsetzung des Reibungskoeffizienten herbei, aber bei wiederholtem Gebrauch des Bandes nimmt der Reibungskoeffizient wieder zu. Auch hier ist das Dauerversuchsverhalten schlecht, während das Band ausserdem viel feuchtigkeitsempfindlicher wird.
Feste Schmiermittel, wie z.B. Graphit, rauhen die Oberfläche des Bandes auf, wodurch die elektro-akustische η Eigenschaften beeinträchtigt werden. Ausserdem ist die Herabsetzung des dynamischen Reibungskoeffizienten nur sehr kurzzeitig.
Im Rahmen der Erfindung wurde ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, insbesondere ein Magnetband entwickelt, das einen niedrigen dynamischen Reibungskoeffizienten aufweist, der überraschenderweise auch bei wiederholten Gebrauch des Aufzeichnungsmediums im Aufzeichnungsgerät nicht zunimmt,"sondern kleiner wird. Das Aufzeichnungsmedium weist weiter günstige elektroakustieche und mechanische Eigenschaften auf, wobei insbesondere zu erwähnten ist,
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27565^63«;
dass die günstigen Eigenschaften auch unter erschwerten klimatologischen Bedingungen erhalten bleiben. Mit anderen Worten: Das Aufzeichnungsmedium nach der Erfindung weist ein sehr gutes Dauerversuchsverhalten auf. Weiter weist das Aufzeichnungsmedium eine vergrösserte Abriebfestigkeit und bei Anwendung im Aufzeichnungsgerät eine regelmässige Transportgeschwindigkeit auf, bei der keine "stick-slip"- oder "squeal"-Erscheinungen auftreten.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das einen Träger mit einem darauf angebrachten magnetisierbaren Ueberzug enthält, der ein in einem Bindemittel dispergiertes magnetisches Pigment sowie ein Schmiermittel enthält, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Schmiermittel das Reaktionsprodukt eines Mono- oder Polyisocyanates mit einer gleichwertigen oder nahezu gleichwertigen Menge eines aliphatischen oder olefinischen Manoalkohols, eines aliphatischen oder olefinischen primären oder sekundären Monoamine oder einer aliphatischen oder olefinischen Monocarbonsäure ist, wobei die aliphatische oder olefinische Kette des Alkohols, des Amins oder der Carbonsäure 10 bis 2k Kohlenstoffatome enthält.
Das obengenannte 'Reaktionsprodukt weist eine Urethanstruktur bei Reaktion des Mono- oder
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- r-
PHN 863Ί 17.IO.77
Polyisocyanats mit Alkohol, eine Harnstoffstruktur bei Reaktion mit einem primären oder sekundären Amin und eine Amidstruktur bei Reaktion mit einer Carbonsäure auf.
Es sei erwähntt dass in der britischen Patentschrift Nr. I.16I.O68 die Herstellung eines magnetischen Überzugs beschrieben ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt ein Dispergiermittel, das ein Radikal mit einem oder mehreren reaktiven Wasserstoff atomen, wie eine Aminogruppe, Iminogruppe, Hydroxylgruppe, Hydroxylaminogruppe oder Carboxylgruppe, enthält, zusammen mit einem magnetischen Pigment und einem polymeren Bindemittel gemischt und gemahlen wird. In einem zweiten Verfahrensschritt wird das erhaltene Gemisch einem zweiten Gemisch zugesetzt, das ein Material enthält, das mit dem Dispergiermittel unter Bildung eines Harzes, und zwar eines Epoxydharzes, Urethanharzes, Harnstoffharzes oder Gemische derselben, reagieren kann. Beispiele derartiger reaktiver Materialien sindt Toluoldiisocyanat, Ditoluoldiisocyanat und ein Epoxydharz. Das erhaltene polymere Dispergiermittel wirkt als eine Matrix für das magnetische Pigment. Das Produkt hat keine schmierende Wirkung. Umgekehrt gilt, dass das nichtpolyraere Schmiermittel
nach der vorliegenden Erfindung keine dispergierende Wirkung hat. _ , ■
-C-
PHN 863** 17.10.77
Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung eines Schmiermittels beschränkt, das dadurch erhalten wird, dass man ein besonderes Isocyanat mit einer .gleichwertigen Menge des vorgenannten Monoalkohols, des vorgenannten Monoamins oder der vorgenannten Monocarbonsäure reagieren lässt. Aus praktischen Gründen werden naturgemäss vorzugsweise Isocyanate -verwendet, die wegen ihrer niedrigen Dampfspannung nicht oder nur wenig toxisch sind und die käuflich erhältlich sind, wie z.B. die unter dem Handelsnamen "Desmodur" vertriebenen Polyisocyanate.
Sehr geeignete Schmiermittel sind vor allem Produkte, die dadurch erhalten werden, dass a) ein aliphatisches oder olefinisches Monoisocyanat mit einer gleichwertigen Menge des vorgenannten Monoalkohols, des vorgenannten Monoamine oder der vorgenannten Monocarbonsäure zur Reaktion gebracht wird, und zwar nach der Reaktionsgleichung
C H Λ NCO + C H0 , X ν C H. NH-CO-Y-C H0
m 2m+1 η 2n+1 7 m 2m+1 η 2n+
(Formel 1)
in der
X = -OH, wobei Y = -0-, O^ = 1, und Λ = 0 X = -NH2* wobei Y = -NH-,Of =0,
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- 9"
PHN 863k 17.10.77
X = -NH-CnH2n±n wobei T = -H(CnH2n+1
X = -COOH, wobei Y eine einfache Bindung zwischen den angrenzenden Kohlenstoffatomen ist,O^ =0, /S - 1t und m und η gleich oder verschieden sind, und die Werte 10 bis 2k haben, oder b) ein aliphatisches oder olefinisches Diisocjaanat mit einer gleichwertigen Menge eines Monoalkohole, eines Monoamins oder einer Monocarbonsäure zur Reaktion gebracht wird, und zwar nach der Reaktionsgleichung OCN-R-NCO + CH1 X vC
Y-CO-NH-R.NH-CO-Y-CnH2n+1 + (HX )^ + (C0 2)/4 (Formel 2)
nH2n+1 + (HX )^ + (C0 2
)/4
in der X, Y»p( *[J un<* n ***e 'VOTSe'n&3:ai^G Bedeutung haben und R eine Alkylgruppe oder Cycloalkylgruppe mitv1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, die mit Alkyl, Alkylen oder alkylsubstituiertem Alkylen substituiert sein können, wobei Jede Alkyl- oder Alkylengruppe 1 bis k Kohlenstoffatome enthält, oder c) ein aliphatischen Triisocyanat mit einer gleichwertigen Menge des genannten Monoalkohols, eines Monoamine oder einer Monocarbonsäure zur Reaktion gebracht wird, und zwar nach der Reaktionsgleichung
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- xer. -
I»HN 863h I7.IO.77
CO-NH-(CH ) -NCO
OCN-(CH2)p-N
♦ C H0 , Χ >
η 2η+1 '
'CO-NH-(CH0) -NCO
2 P
K)-HH-(CH2)pNH-C0-Y-CnH2n±1
CO-NH-(CH2)P^ + (CO2) A (Formel 3)
in der X, Y, 0(. ,A und η die obengenannte Bedeutung
haben und ρ = 1 bis 10 ist, oder
d) ein aromatisches Isocyanat mit einer gleichwertigen Menge des genannten Monoalkohols, eines Monoamins oder einer Monocarbonsäure zur Reaktion gebracht wird nach der Reaktionsgleichung
OCN
R1 + CnH2n+1
C H0 - Y-CO-NH η 2n+1
in der X, Y1 o( 1 /Z und η die obengenannte Bedeutung haben und q = 2 oder 3 ist, wobei, wenn q = 2 ist,
R1 die Gruppe C H darstellt, wobei a {= 1 bis U ist,
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- rr -
PHN
17.10.77
und wenn q = 3 ist, R die Gruppe C H oder nach der Reaktionsgleichung
darstellt.
OCN-
NH-CO-O-CH,
OCN-
NH-CO-O-CH,
OCN-
NH-CO-O-CH,
C H0 .-Y-CO-NH-n 2n+1
NH-CO^O-CH,
C H. .-Y-CO-NH-n 2n+1
NH-CO-O-CH,
C H_ .-Y-CO-NH-n 2n±1
. -NH-CO-O-CH,
+(CO
(Formel 5)
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- wr-
PHN 8634 I7.IO.77
in der X, Y, 0\ , /y und η die obengenannte Bedeutung haben und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis k C-Atomen ist, die im Phenylring die Ortho- oder Parasteilung in bezug auf die Gruppe -NCO einnimmt, und R- eine niedrigere Alkylgruppe mit 1 bis k C.Atomen ist, oder
e) ein heterocyclisches Isocyanat mit einer gleichwertigen Menge des genannten Monoalkohols, eines primären oder eines sekundären Monoamins zur Reaktion gebracht wird nach der Gleichung
+ CH Xt ^
O=C "~n n
(Formel 6)
in der ^f , θ( » /) und η die vorgenannte Bedeutung haben, R. eine Gruppe ist, die durch die Formel
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PHN 17.10.77
-NCO
in der R,- eine Alkylgruppe mit 1 bis k C-Atomen ist, oder durch die Formel
-(CH2)r-NCO
dargestellt werden kann, in der r = 1 bis 10 ist, und R eine Gruppe ist, die durch die Formel
-NH-CO-Y-CnH2n+1
oder durch die Formel
dargestellt werden kann, in der Rg, r, Y und η die obengenannte Bedeutung haben.
Der Deutlichkeit halber sei bemerkt, dass die durch die obenstehenden Reaktionen a) bis e) erhaltenen Schmiermittel durch die Jeweiligen Formein 1 bis 6 dargestellt sind.
Vor allem die Stoffe nach den obenstehenden Formeln 1 bis 6, in denen Y ein Sauerstoffatom darstellt, weisen eine ausgezeichnete Schmierwirkung auf. Dies trifft insbesondere für die Stoffe der Formel 3 zu, in der Y ein Sauerstoffatom darstellt. Die
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PHN 8634 I7.IO.77
Schmierwirkung wird gefördert, wenn das Aufzeichnungsmedium einen Ueberschuss des genannten Monoalkohols, somit einer Verbindung der Formel C H +10H, enthält, in der η = 10 bis 2k ist. Es sei bemerkt, dass als ^Schmiermittel auch Gemische der oben angegebenen Verbindungen verwendet werden können. Veiter kann in Schmiermitteln, die
mehrere -C H„ .-Gruppen pro Molekül enthalten η 2η+1
(siehe die Formeln 2 bis 6), der Wert von η in den verschiedenen Gruppen verschieden sein. Derartige Mischverbindungen werden dadurch hergestellt, dass man das Polyisocyanat mit einem Gemisch von Stoffen nach der Formel C HL· Xreagieren lässt, wobei der Wert von η verschieden ist. Zur Verdeutlichung kann als Beispiel die Reaktion eines Polyisocyanate mit einem Gemisch von Cetylalkohol und Oleylalkohol erwähnt werden.
Beispiele für gut brauchbare einzelne Schmiermittel sind nachstehend angegeben.
C1RH_ -O-CO-NH-CH- C CH0- C
(9) 809828/0582
PHN 863** 17.10.77
Γ*
C1^33-O-CO-NH-C -CH2-CH-CH2-CH2-NH-Co-O-C1^33 (10)
1^33-O-CO-NH-C -CH2-C CH3 C
3 CH3
γ 3
C1g-H37-O-CO-NH-C -CH2-CH-CH2-CH2-Nh-CO-O-C13H37 (11)
CH3 CH3
C16H -NH-CO-NH-C -CHgCH-CHg-C^-NH-CO-NH-C % fiH ( 12)
CH3 CH3
■ι οη ο7-«χι-^ο-«η-ν/ -1/11--Un-UIi9-On0-JMn-OU-WH-O ο"ο·7 ν · -> / CH3 CH3
3\/2 CH2
C1 ^37-O-CO-NH-CH2 C CH2^ CH NH-CO-O-C1 ^37 ( 1
r C CHr — CH NH-CO- 0-C , ,1
CO-NH-(CH2)g-NH-CO-NH-C10H21 C ^H21-NH-CO-NH-(CH2J6-N (16)
CO-NH-(CH2)^-NH-CO-NH-C QH2
809828/0582
- V6--
"PHN 8634 I7.IO.77
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-NH-C ^ fiH
^33-NH-CO-NH- ( CH2 )6-N (17)
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-NH-C1gH
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-NH-C1 ^33 N
CO-NH-(CH0).-NH-CO-NH-C10H „ c. ο ίο
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-0-C
N C
CO-NH-(CH0).-NH-CO-O-C,^H00 2b Io 33
CO-NH-(CH0).-NH-CO-O-C,.H0 n do 10 33
CO-NH-(CH0)^-NH-OO-O-C1J1H0. 1 d b Io 35
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-0-C y gH O-NH-(CH2)6-NH-C0-0-C QH2
(CH2 ? 6? < 20 )
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-0-C1 QH
N CO-NH-
(CH0).-NH-CO-O-C,QH ._ «co ίο 37
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-0-C22H^5
N CO-NH-
)6-NH-C0-0-C22H
809828/0582
- Vf-
PHN 8631* 17.10.77
27565*4
I37-CO-NH-(CH2)6-N
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-C1gH,
(24)
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-C
C16H33-O-CO-NH.
CH
-NH-CO-O-C16H33(25)
H _-0-C0-NH- (/
C18H37-O-CO-NH- K y CH2
-NH-CO-O-C18H35(26)
0IS1S5-0-00-1"1-
-NH-CO-O-C18H35(27)
I16H33-NH-CO-NH-
CH2 (f ^ -NH-CO-NH-C i6H33(28)
0IS1Se-101-00-101-
CH2 f^ -NH-CO-NH-C18H37 (29)
NH-CO-NH-
rn -NH-CO-NH-C Λ QHOC (30)
809828/0582
PHN 17.10.77
.CH.
NH-CO-O-CH,
NH-CO-O-CH0 C-CH0-CH0 (3i)
H.
NH-CO-O-CH,
CH
NH-CO-O-CH,
CH.
NH-CO-O-CH,
CH,
NH-CO-O-CH,
C-CH2CH3 (32)
F1S
^S _N? Xjf-^3 -NH-CO-°-ci6H33(33) V
O=C
NH-CO-O-C16H33
CH,
809828/0582
PHN 8634 17.10.77
23
ν"γ-
j /7
-NH-CO-O-C18H33
C16H33-O-CO-NH-
) 6-O=
N- ( CH2 ) g-NH-CO-0-C ^ ^
X=O
(35)
-O-CO-NH- (CH2 ) 6-
Os=C
) g-NH-CO-0-G ^H37
C=O
O«)
CH2J6-NH-CO-O-C18H37
Namentlich die Verbindungen 16 bis 2k und insbesondere die Stoffe 20 bis 22 weisen eine ausgezeichnete
Schmierwirkung auf und werden als solche oder in Form
PHN 863^
17.10.77
eines Gemisches oder einer Mischverbindung vorzugsweise in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium nach der Erfindung verwendet. Diese Stoffe 20 bis 22 werden dadurch erhalten, dass das Polyisocyanarfe der Formel
CO-NH-(CH2)6-NCO
OCH-(CH2)6 - N (Demodur N)
CO-NH-(CH2)6-NCO
mit Cetylalkohol bzw. Stearylalkohol zur Reaktion gebracht wird. ■
Die im magnetischen Aufzeichnungsmedium nach der Erfindung verwendeten Schmiermittel sind neue Stof fe. Die Erfindung bezieht sich auch auf diese neuen Stoffe. Die Herstellung dieser neuen Stoffe erfolgt, wie aus Obenstehendem hervorgeht, durch Verfahren, die an sich für die Herstellung ähnlicher Verbindungen bekannt sind. Es handelt sich dabei, wie such aus den obenbeschriebenen Herstellungsverfahren a) bis e) ableiten lässt, um die Kopplung eines Isocyanate (-N s= C = O)-Gruppe mit einer Hydroxylgruppe, Aminogruppe oder Carboxylgruppe unter der Bildung einer ürethanverbindung (-N-C-O-), einer Harnstoffverbindung (-N-C-N-) bzw. einer Amid^overbindung (-N-C-). 0 'θ
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- a-r -
PHN 8634
17.10.77
Die Reaktion wird in einem inerten organischen Lösungsmittel bei einer Temperatur durchgeführt, die zwischen Zimmertemperatur und dem Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels variieren darf. Erwünschtenfalls kann ein Katalysator, wie Dibutylzinndilaurat, zugesetzt werden. Geeignete Lösungsmittel sind z.B. aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol und Toluol, Ketone, wie Methyläthylkaton>n, Aether, wie Diäthyläther und Tetrahydrofuran, und chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform.
Die Herstellung des Aufzeichnungsmediums^ nach der Erfindung kann auf übliche Weise dadurch erfolgen, dass z.B. die magnetisierbaren Teilchen, das Dispergiermittel und ein Teil des Bindemittels mit Hilfe einer Kugelmühle gründlich in einem Lösungsmittel für das Bindemittel gemischt werden. Der verbleibende Teil des Bindemittels, in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, und das Schmiermittel werden dann zugesetzt und das Ganze wird während einiger Stunden in der Kugelmühle weitergemahlen. Als Lösungsmittel für das Bindemittel können organische Flüssigkeiten, wie Ester, z.B. Aethylacetat, Aether, z.B. Tetrahydrofuran, Ketone, vie Methylisobutylketon, Cyclohexanon, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie 1,2-Dichloräthan, verwendet werden. Auch ist es,möglich, den obengenannten Vorgang in einem einzigen Schritt
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PHN 8634 I7.IO.77
durchzuführen, wobei alle Bestandteile gleichzeitig in die Kugelmühle eingeführt werden. Die Schmiermittelmenge ist nicht an enge Grenzen gebunden und beträgt in der Regel 1 bis 10 Gew.#, auf die Bindemitteltnenge bezogen.
Nachdem die Dispersion in der Kugelmühle gründlich gemahlen worden ist, werden die gegebenenfalls noch vorhandenen grösseren giagnetisierbaren Teilchen ausgesiebt, wonach der erhaltene magnetisierbare Ueberzug in einer gleichmässigen Schicht auf dem Träger angebracht wird. Der Träger kann, wie oben bereits bemerkt wurde, die Form eines Bandes, einer Platte, einer Scheibe u.dgl. aufweisen und, abhängig von dem Material, aus dem der Träger hergestellt ist, gegebenenfalls mit einer geeigneten Haftschicht für den auf dem Träger anzubringenden magnetisierbaren Ueberzug versehen werden. Ausser <ier Haftschicht können andere Schichten, wie eine antistatische Schicht, angebracht werden. Das Ganze wird dann getrocknet, wobei das Lösungsmittel verdampft und auf dem Träger eine Aufzeichnungsmediumschicht mit einer Dicke von 2 bis 10/um zurückbleibt.
Diese Schicht kann gegebenenfalls zur Vergrösserung der Abriebfestigkeit noch gehärtet und ausserdem einem Kalandriervorgang unterworfen wer den, durch den die Oberfläche der Schicht glatter
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- ay -
PHN 17.10.77
gemacht wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand ei niger Beispiele näher erläutert. Ausführungsbeispiele.
1. Herstellung des Schmiermittels, das ein Gemisch von Verbindungen sowie eine Mischverbindung enthält, die der Formel
CO-NH-(CH2)6-NH-CO-O-C2H2n±1
CO-NH-(CH2)6-NH-C0-0-CnH
entsprechen, in der η = 16 und 18 ist.
Xn einem Behälter mit Rührwerk aus rostfreiem Stahl mit einem Inhalt von 1OO 1 werden unter stetigem Rühren 45 1 Aceton, 9 kg eines Gemisches (1 : 1) von Cetylalkohol und Stearylalkohol und 37 g Dibutylzinndilaurat (Katalysator) miteinander gemischt. Das Ganze wird auf den Siedepunkt erhitzt, wonach eine Lösung von 7*05 kg eines Polyisocyanate der Formel
„CO-NH-(CH2)g-
OCN-(CH0),-N
CO-NH-(CH2)6-NCO
(Handelsname "Desmodur N") in 16,2 1 Aceton zugesetzt wird. Das Ganze wird 3t5 Stunden lang unter
PHN 8634 I7.IO.77
Rückfluss gekocht (56 c). Nach Abkühlung wird das Kristallisat abfiltriert und mit Aceton gewaschen (36 l) Nach Abdampfen des Lösungsmittels wird 13t5 kg des vorerwähnten Produkts erhalten. Auf analoge Weise werden die anderen oben durch die Formeln 7 bis 36 dargestellten Stoffe hergestellt.
2. Herstellung des Aufzeichnungsmediums.
In einer Kugelmühle mit Kugeln mit einem Durchmesser von 6 bis 9 rom werden 100 g f -Fe _0 (magnetisches Pigment) mit 4 g Lecithin, 230 g einer 12,59^igen Lösung von Polyurethanharz (Handelsname "Estane") in Tetrahydrofuran und 1,4 g nach Ausführungsbeispiel 1 erhaltenem Schmiermittel gemischt. Das Gemisch wird in der Kugelmühle 48 Stunden gemahlen, bis eine Mahlfeinheit ^ 2/um erhalten ist. Das Produkt wird abgelassen, durch ein Celluloseasbestfilter gegeben und auf einer 12yum dicken Trägerfolie aus Polyäthylenterephthalat angebracht. Das vaus dem Träger und dem aufgebrachten magnetisierbaren Ueberzug bestehende Gebilde wird getrocknet und kalandriert, wobei endgültig eine Schichtdicke des magnetisierbaren Ueberzugs von 6#um erhalten wird. Auf gleiche Weise werden Aufzeichnungsmedien hergestellt, die die in der Spalte 1 der nachstehenden Tabelle angegebenen Schmiermittel enthalten. Die Aufzeichnungsmedien unterscheiden sich voneinan-
809828/0582
PHN 863*» 17.10.77
der nur in bezug auf die Art des verwendeten Schmiermittels, so dass das Aufzeichnungsmedium völlig durch die Angabe des verwendeten Schmiermittels charakterisiert ist. Xn Spalte 2 ist der Schmelzpunkt des Schmiermittels aufgeführt. In den Spalten 3, und 5 der Tabelle sind einige wichtige vom Schmiermittel in erheblichem Masse beeinflusste Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums angegeben. So ist in Spalte 3 der Unterschied im dynamischen Reibungskoeffizienten des Aufzeichnungsmediums angegeben, gemessen nach 100 Durchläufen des Mediums entlang eines Stahlstiftes mit einem Rauhwert von Ro = 0,08/um (Umschiingungswinkel 90 und Bandgeschwindigkeit 500 mm/min) und nach einem einzigen Durchlauf des Mediums (Band) entlang des Stahlstiftes.
Xn Spalte k ist der Reibungskoeffizient des Mediums nach 50 Durchläufen des Mediums entlang des Stiftes angegeben.
Xn Spalte 5 ist das Dauerversuchsverhalten des Aufzeichnungsmediums unter erschwerten klimatologischen Bedingungen angegeben. Der Dauerversuch wird oben bereits erwähnt. Es handelt sich um den Signalverlust nach 100 Durchläufen des Bandes entlang eines "Sandust"-Kopfes bei 30°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90$. Der Signalverlust wird durch Messung des "Maximum Output Level1* (MOL)
809828/0582
27565ft
PHN
bei 3% Verzerrung und 31OO Hz bestimmt. Das Ergebnis ist mit "+", "±" und "-" angegeben, wobei "+" = Signalverlust < 2 dB "+" = Signalverlust von 2 bis 5 dB "-" = Signalverlust ) 5 dB
Vergleichsweise sind in der Tabelle auch die Daten von Aufzeichnungsmedien aufgeführt, in denen die bekannten Schmiermittel Stearinsäure, OeI-säure und Siliconöl verarbeitet sind.
809828/0582 ORIGINAL INSPECTED
PHN 17.10.77
TABELLE
Schmiermittel b --Schmelz
punkt
/uioo- Ao Dauer
versuch
I -
Reaktionsprodukt von Desmodur N -
a Desmodur N 99 0,1 0,50 +
C10H21NH2 Desmodur N 116 -0,1 0,43 +
C16H33NH2 Desmodur N 67 -0,2 0,20 *
C18H37OH Desmodur N 63 -0,2 0,28 +
C16H33OH Desmodur N 85 -0,3 0,21
C22H45OH Desmodur N 118 -0,2 ' 0,25
Λ QoTO
I O _J Ι <£
Isophoron- 120 -0,1 0,42
C18H35OH diisocyanat 64 -0,2 0,30
C18H37OH Desmodur L
Desmodur L 74 -0,1 0,28
C22H45OH Stearinsäure 68 -0,1 0,40
C18H37OH Oelsäure +0,4 0,85
Siliconöl lauft
fest
> 2
0,60
Desmodur N ist ein Polyisocyanat der Formel
809828/0582
- ze -
ti
PHN 8634 I7.IO.77
2756534
CO-NH-(CH0),-NCO
CO-NH-(CH ).-NCO 2 ο
Desmodur L ist ein Polyisocyanat der Formel
CH
NH-CO-O-CH,
CH
- /1Vs
NH-CO-O-CH2-C-CH2-CH
.CH
OCN-
NH-CO-O-CH,
809828/0582

Claims (3)

  1. PHN 8634 17.10.77
    PATENTANSPRTJECHE:
    Magnetisches Aufzeichnungsmedium, das einen Träger mit einem darauf angebrachten magnetisier baren Ueberzug enthält, der ein in einem Bindemittel dispergiertes magnetisches Pigment sowie ein Schmier mittel enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel das Reaktionsprodukt eines Mono»- oder Polyisocyanate mit einer gleichwertigen oder nahezu gleichwertigen Menge eines aliphatischen oder olefinischen Monoalkohols, eines aliphatischen oder ole finischen primären oder sekundären Monoamine oder einer aliphatischen oder olefinischen Monocarbonsäure ist, wobei die aliphatische oder olefinische Kette des Alkohols, des Amins oder der Carbonsäure 10 bis 2k Kohlenstoffatome enthält.
  2. 2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel eine Verbindung ist, die der Formel
    C H_ . NH-CO-Y-CH..
    m 2m+1 η 2n+1
    in der Y ein Sauerstoffatom, eine -NH-Gruppe, -N(C H )- oder eine einfache Bindung zwischen den angrenzenden Kohlenstoffatomen darstellt, und in der η = 10 bis 2k und m = 10 bis 2k ist, oder der Formel
    C H. ^1 Y-CO-NH-R-NH-CO-Y-C H
    η 2ηπΜ η Zn±}
    ORIGINAL INSPECTEO
    PHN 8634 17.10.77
    entspricht, in der Y und η die obengenannte Bedeutung haben und R eine Alkylgruppe oder Cycloalkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, die mit Alkyl, Alkylen oder alkylsubstituiertem Alkylen substituiert sein können, wobei jede Alkyl- oder Alkylengruppe bis k Kohlenstoffatome enthält, oder der Formel
    CO-NH-(CH0) -NH-CO-Y-C H0 / v 27p η 2η+1
    •CO-NH-(CH2)P-NH-CO-Y-
    entspricht, in der Y und η die obenstehenden Bedeutung haben und ρ = 1 bis 1Ö, oder der Formel
    C_H
    An+
    -R
    entspricht, in der Y und η die obenstehende Bedeutung haben und q = 2 oder 3 ist, wobei, wenn q = 2 ist, R die Gruppe C H darstellt, wobei a = 1 bis k ist, und wenn q = 3 ist, R die Gruppe CH
    l a j&a— l
    darstellt, oder der Formel <
    809828/0582
    PHN 863** 17.10.77
    NH-CO-O-CH2
    0An+
    NH-CO-O-CH2 C-R_
    NH-CO-O-CH2
    entspricht, in der Y und η die vorgenannte Bedeutung haben, R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis k C-Atomen ist, die im Phenylring die Ortho- oder Parastellung in bezug auf die Gruppe -NH-CO-Y-CnH2n+1 einnimmt, und R eine niedrigere Alkylgruppe mit 1 bis k C-Atomen ist, oder der Formel
    H5-N K-R5
    X=O
    'N'
    entspricht, in der R. eine Gruppe ist, die durch die Formel
    809828/0582
    PHN 17.10.77
    oder durch die Formel
    -(CH0) -NH-CO-Y-C H0
    x 2'r η 2n+1
    dargestellt werden kann, wobei Y und η die obenstehende Bedeutung haben, R^ eine Alkylgruppe mit 1 bis k .Kohlenstoffatomen darstellt und r = 1 bis 10 ist.
  3. 3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel eine Verbindung ist, die der Formel
    CnH2n±1 -0-CO-NH-
    entspricht, in der η = 10 bis 2k und p,= 1 bis 10 ist. k. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel eine Verbindung ist, die der Formel
    CO-NH-(CH2 ) 6-NH-CO-O-C1gH C1 ^33-O-CO-NH- ( CH2 ) 6-N
    CO-NH-(CH2) -NH-CO-O-CnH
    -NH- ( CH2 ) P-NH-CO-O-
    CO-NH-(CH2)6-NH-CO-O-C 1 6H
    entspricht.
    80982870582
    PHN 863*1 17.10.77
    5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel eine Verbindung ist, die der Formel
    CO-NH- ( CH2 ) 6-NH-CO-O-C
    C18H37-O-CO-NH-
    CO-NH-(CH2)6-NH-CO-O-C fgH _
    entspricht«
    6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel eine Verbindung ist, die der Formel
    CO-NH- ( CH2 ) 6-NH-CO-0-C JgH35 C1 ^35-O-CO-NH- ( CH2 ) 6-^T
    ^ CO-NH-(CH2)6-NH-CO-O-C ^ gH
    entspricht.
    7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufzeichnungsmedium ausserdem eine Verbindung der Formel C B2 ..0H, in der η = 10 bis 2k ist, enthält, r,
    8. Schmiermittel, das sich zur Anwendung in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium eignet, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel eine Verbindung ist, die der Formel
    PHN 863^ 17.10.77
    entspricht, in der Y ein Sauerstoffatom, eine -NH-Gruppe, eine Gruppe -N(C H_ 1)- oder eine einfache Bindung zwischen den angrenzenden Kohlenstoffatomen ist und in der η = 10 bis 2k und m = 10 bis 2k ist,
    oder der Formel C H0 i Y-CO-NH-R-NH-CO-Y-C H0 ,
    η 2η+ι η 2n_+l
    entspricht, in der Y und η die obenstehende Bedeutung haben und R eine Alkylgruppe oder Cycloalkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, die mit Alkyl, Alkylen oder alkylsubstituiertem Alkylen substituiert sein können, wobei jede Alkyl- oder Alkylengruppe 2 bis k Kohlenstoffatome enthält, oder der Formel
    .CO-NH-(CH0) -NH-CO-Y-C H 2 p η
    CO-NH-(CH2) -NH-CO-Y-CnH
    entspricht, in der Y und η die obenstehende Bedeutung haben und ρ = 1 bis 10 ist, oder der Formel
    -R.
    C H0 .-Y-CO-NH-n 2n+1
    entspricht, in der Y und η die obenstehende Bedeutung haben und q = 2 oder 3 ist, wobei, wenn q = 2 ist, R die Gruppe C H darstellt, wobei a = 1 bis k ist, und wenn q = 3 ist, R die Gruppe CH
    1 81 281
    909828/0582
    darstellt, oder der Formel
    PHN 8634 17.IO.77
    C H0 .,-Y-CO-NH-n 2n+1
    NH-CO-O-CH,
    C H_ .-Y-CO-NH-n 2n+1
    NH-CO-O-CH
    NH-CO-O-CH
    entspricht, in der Y und η die obenstehende Bedeutung haben, R eine Alkylgruppe mit 1 bis k Kohlenstoff* atomen ist die im Phenylring die Ortho- oder Parastellung in bezug auf die Gruppe -NH-CO-Y-C H„ einnimmt, und R_ eine niedrigere Alkylgruppe mit bis 4 C-Atomen ist, oder der Formel
    R-N
    -R.
    CsO
    809828/0582
    PHN 8634 17.10.77
    entspricht, in der R eine Gruppe ist, die durch die Formel
    oder durch die Formel
    -(CH2)r-NH-C0-Y-CnH2n±1
    dargestellt werden kann, vobei Y und η die obenstehen de Bedeutung haben, R1, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4
    Kohlenstoffatomen darstellt und r = 1 bis 10 ist. 9. Schmiermittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbindung ist, die der Formel
    CnH2n±1 -0-CO-NH- ( CH,,) p-N
    CO-NH-(CH2)p-NH-C0-0-CnH2n±1
    CO-NH-(CH0) -NH-CO-O-C H. t 2 p η 2njh1
    entspricht, in der η = 10 bis Zh und ρ = 1 bis 10 ist. 10. Schmiermittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbindung ist, die der ■ Formel
    ^-NH- ( CH2 ) 6-NH-CO-O-C1 6"H C1 ^33-O-CO-NH-( CH2 ) 6-N
    809828/0582
    CO-NH- ( CH2 ) 6-NH-CO-O-C1 ßH
    PHN 8634 17.10.77
    entspricht.
    11. Schmiermittel nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbindung ist, die der Formel
    CO-NH- ( CH2 ) 6-NH-CO-O-C CO-NH- ( CH2 ) ^NH-CO-O-C
    -0-00-*"- ( CH2 > 6"N
    entspricht.
    12. Schmiermittel nach Anspruch 9 t dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbindung ist, die der Formel
    CO-NH-(CH0),-NH-CO-O-C ftH_
    C18H35-O-CO-NH-(CH2)6-N
    CO-NH-(CH_),-NH-CO-O-C,QH_ _ Zo 10 35
    entspricht.
    13. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen durch für die Herstellung ähnlicher Stoffe an sich bekannte Verfahren oder diesen Verfahren analoge hergestellt werden.
    14. Verfahren nach Anspruoh 13t dadurch ge? kennzeichnet dass die Verbindungen dadurch hergestellt werden, dass
    PHN 17.10.77
    a) ein aliphatisches oder olefinisches Monoisocyanat mit einer gleichwertigen Menge eines Alkohols, eines Amins oder einer Carbonsäure zur Reaktion gebracht wird nach der Reaktionsgleichung
    C H_ Λ NCO + C H0 .X ν C H0 , NH-CO-Y-C H_ Λ
    m 2m+1 η 2n+1 7 m 2m+1 η 2n+1
    + (HX)0C + (CO (Formel 1)
    in der
    X = -OH, wobei Y = -0-, o( = 1 und /$ = 0,
    X = -NH2, wobei Y = -NH-, (X = 0, A = 0,
    X = -¥H-CnH2n±1, wobei Y=-N(CnH2n±1)-, <* = 0,/=
    X = -COOH, wobei Y eine einfache Bindung zwischen den angrenzenden Kohlenstoffatomen ist, 0{ — 0,
    = 1 und m und η gleich oder verschieden sind und die Werte 10 bis 2k aufweisen, oder
    b) ein aliphatisches oder olefinisches Diisocyanat mit einer gleichwertigen Menge eines Alkohols, eines Amins oder einer Carbonsäure zur Reaktion gebracht wird nach der Reaktionsgleichung
    OCN-R-NCO + C H0 .Χ C H0 , Y-CO-NH-rR-NH-CO-Y-
    n 2n+1 > η 2n+1
    CnH2n+1 +(HX)0^ + (CH0)^ (Formel 2)
    in der X, Y, ß^ ,A und η die obengenannte Bedeutung haben und R eine Alkylgruppe oder Cycloalkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, die mit
    809828/0582
    PHN 8634 17.10.77
    Alkyl, Alkylen oder alkylsubstituiertem Alkylen substituiert sein können, wobei jede Alkyl- oder Alkylengruppe 1 bis k Kohlenstoffatome enthält, oder
    c) ein aliphatisches Triisocyanat mit einer gleichwertigen Menge eines Alkohols, eines Amins oder einer Carbonsäure zur Reaktion gebracht wird nach der Reaktionsgleichung
    OCN-(CH2)p-N
    JO-NH-(CH ) -NCO
    CO-NH-(CH2) -NCO
    CO-NH-(CH2)p-NH-C0-Y-CnH2n±1
    CO-NH-(CH2)p-NH-C0-Y-CnH2n+1
    (Formel 3)
    in der X, Y, ^ , /> und η die obengenannte Bedeutung haben und ρ = 1 bis 10 ist, oder
    d) ein aromatisches Isocyanat mit einer gleichwertigen Menge eines Alkohols, eines Amins oder einer
    Carbonsäure zur Reaktion gebracht wird nach der
    Reaktionsgleichung
    OCN
    R, + C H0 .X-1 η 2n+1
    809828/0582
    PHN 8634 17.10.77
    Al
    in der X, Y, οζ ,A und η die obengenannten Bedeutung haben und Q = 2 oder 3 ist, wobei, wenn q =
    ist, R die Gruppe C H darstellt, wobei a = 1 bis 1 a /da
    k ist, und wenn q = 3 ist, R die Gruppe CH
    1 a «£a— l
    darstellt, oder nach der Reaktionsgleichung
    NH-CO-O-CH,
    NH-CO-O-CH
    NH-CO-O-CH
    C-R +C H0 .X 3 η 2n+1
    809828/0582
    PHN 8634 17.10.77
    NH-CO-O-CH,
    NH-CO-O-CH,
    NH-CO-O-CH,
    (Formel 5)
    in der X, Y, DC t/S und η die vorgenannte Bedeutung haben und R„ eine Alkylgruppe mit 1 bis k C-Atomen ist, die im Phenylring die Ortho- oder Parastellung in bezug auf* die Gruppe -NCO einnimmt, und R_ eine niedrigere Alkylgruppe mit 2 bis k C-Atomen ist, oder
    e) ein heterocyclisches Isocyanat mit einer gleichwertigen Menge eines Alkohols, eines primären oder sekundären Amins zur Reaktion gebracht wird nach der Gleichung
    R4-N
    N-R
    I * C=O
    R.
    (HX)
    (Formel 6)
    PHN 863*» 17.10.77
    in der X, Qf^ ,A und η die obengenannte Bedeutung haben,
    R. eine Gruppe ist, die durch die Formel
    NCO
    in der R^ eine Alkylgruppe mit 1 bis h C-Atomen ist, oder durch die Formel
    -(CH2)r-NC0
    dargestellt werden kann, in der r = 1 bis 10 und R eine Gruppe ist, die durch die Formel
    x VV-NH-CO-Y-C H_
    \ ι / n 2n+
    R6
    oder durch die Formel
    -(CH2) ^NH-CO-Y-CnH
    dargestellt werden kann, in der Rg» r» Y und η die vorgenannte Bedeutung haben.
    809828/0582
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