DE2815027A1

DE2815027A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE2815027A1
Application number: DE19782815027
Authority: DE
Inventors: Hendrikus Frederikus Huisman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1978-10-26
Also published as: JPS53129606A; BE866051A; JPS5923007B2; FR2388362B1; NL7704183A; FR2388362A1; GB1572590A; DE2815027C2; US4153754A

Description

PHN. 8769.

N.V. riliiip' ".- -'- . ■-■■ ■■- ·■■■■ - --■■■■· 10.10.1977.

va/evh.

-3-

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das einen nichtmagnetischen Träger
sowie einen auf dem Träger angebrachten magnetisierbaren Überzug enthält, der ein Bindemittel sowie ein darin mit Hilfe eines Dispergiermittels feinverteiltes magnetisches Pigment enthält.

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Der Träger besteht meistens aus einem Kunststoff, ■wie Polyester oder Polyvinylchlorid, er kann aber auch aus Papier, Glas oder Metall bestehen. Der Träger kann die Form eines Bandes, einer Platte, einer Scheibe u. dgl. aufweisen.

Um eine gute Aufzeichnungsdichte und somit eine zuverlässige Wiedergabe oder Aufnahme von Signalen zu erhalten, ist es von grosser Bedeutung, dass das magnetische Pigment (d.h. die magnetisierbaren Teilchen) im Bindemittel optimal dispergiert ist.

Die für diesen Zweck üblichen Dispergiermittel können in zwei Gruppen unterteilt werden, und zwar die niedermolekularen und die hochmolekularen Dispergiermittel. Die niedermolekularen Mittel, wie z.B. das Naturprodukt Lecithin, weisen den Nachteil auf, dass ein Überschuss erforderlich ist, um die zu dispergierenden Teilchen völlig zu bedecken. Zusätzliche Stoffe müssen hinzugefügt werden, um einer Wanderung dieses Überschusses entgegenzuwirken. Weiter lässt sich schwer feststellen, ob die zusätzlichen Stoffe den erwünschten immobilisierenden Effekt bewirken. Die genannte Hinzufügung zusätzlicher Stoffe, wie z.B. eines trocknenden 01s, ist u.a. in der US-PS 34 71 415 beschrieben.

Die hochmolekularen Dispergiermittel, wie sie z.B.

in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 65 11 OI5

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beschrieben sind, weisen den Nachteil auf, dass wegen ihrer ungünstigen Benetzungseigenschaften auch Agglomerate von Teilchen mit Dispergiermittel überzogen werden. Es ist nicht gut oder nur unter Verwendung einer grossen Energiemenge möglich, diese Agglomerate in gesonderte Teilchen zu zerlegen.

Es wurde nun ein magnetisches Aufzeichnungsmedium der eingangs·genannten Art entwickelt, das die obenerwähnten "Nachteile nicht aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, - . dass das Dispergiermittel ein N-Acylsarcosinderivat; is,t.

Der Verteilungsgrad des magnetischen Pigments im Bindemittel ist optimal, so dass eine verbesserte elektromagnetische Qualität des Aufzeichnungsmediums nach der Erfindung erhalten wird und eine zuverlässige Aufnahme oder Wiedergabe von Signalen möglich ist. Weiter hat sich herausgestellt, dass die Anwendung eines Überschusses des Dispergiermittels, um möglichst schnell eine vollständige Bedeckung des Pigments mit Dispergiermittel zu erhalten, nicht - nachteilig ist. Ein Überschuss an"Dispergiermittel und die damit gepaarte Wanderung des Dispergiermittels wirken im Gegenteil gerade günstig, weil·· der Dispergiermittelüberschuss als Schmiermittel wirkt und dabei die Transport- und Abnutzungseigenschaften des Aufzeichnungsmediums, z.B. eines Magnetbandes, verbessert. Es ist naturgemäss möglich, ein zusätzliches Schmiermittel hinzuzufügen, dies ist aber nicht unbedingt notwendig.

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Vorzugsweise werden in dem Aufzeichnungsmedium nach der Erfindung N-Acylsarcosinderivate, die der Formel

R _ C - N - CH - COOH

H { * (Formel 1)

0 CH₃

entsprechen, oder Salze derselben verwendet, wobei in dieser Formel R eine aliphatisch^ oder olefinische Kohlenwasserstoffkette mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist.

Beispiele für sehr gut brauchbare aliphatische oder olefinische Kohlenwasserstoffgruppen sind die Lauryl-, Cocoyl-, Oleyl-, Linoleyl- oder Stearylgruppe.

.10 . Bei einer günstigen Ausführungsform des Aufzeichnungsmediums nach der Erfindung werden die Salze der durch die Formel 1 dargestellten Carbonsäure als Dispergiermittel verwendet, und zwar insbesondere Metall-, Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und Aminsalze. Beispiele für dieselben sind Na-, Li-, Ca-, Zn-, Cu-, Pb-Salze, Salze aliphatischer oder olefinischer Amine mit längeren Kohlenwasserstoffketten, wie Linoleylamin, Oleylamin, Laurylamin, Palmitylamin, Stearylamin,· Amylamin, Kokosfettamin, Salze heterocyclischer Amine, wie Morpholin, Salze von Aminen, die mehrere Aminogruppen pro Molekül enthalten, wie Hexamethylentetramin, Salze aromatischer Amine, z.B. alkylsubstituiertes Anilin, sowie Salze tertiärer Amine, wie Trialkanolamine, z.B. Triäthanolamin, und Trialkylamine, wie Triäthylamin.

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Besonders geeignete Salze sind vor allem das Natriumsalz und Aminsalze, die von einem aliphatischen oder olefinischen Amin mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und von Triäthanolamin abgeleitet sind. Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform des Aufzeichnungsmediums nach der Erfindung wird ein Überschuss an Dispergiermittel verwendet. ¥ie oben erwähnt wurde, wird damit der Vorteil erhalten, dass die Dispergierzeit kürzer ist und ausserdem der überschuss infolge von Wanderung als Schmiermittel wirkt.

Eine geeignete Dispergiermittelmenge beträgt,

auf die Menge des magnetischen Pigments bezogen, 1 bis 10 Gew.$ vorzugsweise 2 bis 5 Gew.$.

Die im Aufzeichnungsmedium nach der Erfindung anzuwendenden Bindemittel sind von der üblichen Art.

Beispiele für geeignete Bindemittel sind z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylate, Polyester, Polyesteramide, Polyurethane und Copolymere mindestens zweier Monomere, die aus der durch Vinylchlorid, Vinylacetat, Acrylnitril, Vinylalkohol, Vinylbutyral und Vinylidenchlorid gebildeten Gruppe' gewählt sind. Gut brauchbare Bindemittel sind insbesondere Polyurethane und teilweise hydrolysierte Copolymere> von Vinylchlorid und Vinylacetat.

Die im Bindemittel vorhandenen magne'ti si erbaren Teilchen sind gleichfalls von üblicher Art. So können als

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magnetisierbare Teilchen z.B. verwendet werden: Fe-Pulver, Fe₂O-TeIJcIiGn und CrOp-Teilchen.

Die Teilchen sind im allgemeinen nadeiförmig mit einer Länge von 0,1 bis 1 /um und einer Dicke von 0,1 bis O,2,um.

Im Bindemittel können ausser den magnetisierbaren Teilchen und dem Dispergiermittel noch andere Hilfsstoffe, wie. z.B. ein Schmiermittel, gelöst oder dispergiert sein. Brauchbare Schmiermittel sind z.B. Ölsäure, Mineralöle, Fettsäureamide oder Gemische derselben.

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 danach wird das Ganze einige Stunden in der Kugelmühle weitergemahlen. Als Lösungsmittel für das Bindemittel können organische Flüssigkeiten, wie Ester, z.B. Athylacetat, Äther, z.B. Tetrahydrofuran, Ketone, wie Methyläthylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon, Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, und chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie 1 ,2-Dichl.oräthan, verwendet werden. Es ist auch möglich, den vorgenannten Vorgang in einem einzigen Schritt durchzu-

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führen, wobei alle Bestandteile gleichzeitig der Kugelmühle zugegeben werden. Die Schmiermi11elmenge beträgt in der Regel 0,1 bis 10 Gew.^, bezogen auf die Bindemittelmenge. Die Menge magnetisierbarer Teilchen (Pigment) beträgt etwa 60 bis 86 Gew.^, bezogen auf den gesamten magnetisierbaren Überzug.

Nachdem die Dispersion in der Kugelmühle gut gemahlen worden ist, werden die gegebenenfalls noch vorhandenen grösseren magnetisierbaren Teilchen ausgesiebt und der erhaltene magnetisierbare Überzug wird in einer gleichmassigen Schicht auf dem Träger angebracht. 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 besteht, gegebenenfalls mit einer geeigneten Haftschicht für den auf dem Träger anzubringenden magnetisierbarer! Überzug versehen werden. Ausser der Haftschicht können andere Schichten, z.B. eine antistatische Schicht, angebracht werden. Das Ganze wird dann getrocknet, wobei das Lösungsmittel verdampft und auf dem Träger eine Aufzeichnungsschicht mit einer Dicke von 2 bis 10yum zurückbleibt.

Diese Schicht kann gegebenenfalls zur Vergröss,erung der Abriebfestigkeit noch gehärtet und ausserdem einem Kalandriervorgang unterworfen werden, wobei·die Oberfläche der Schicht glatter wird.

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Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1 : Herstellung eines magnetisierbarer! Aufzeichnungsmediums mit Eisenoxidpigment In eine Glasperlenmühle, die 6OO Glasperlen mit einem Durchmesser von 1 mm enthält, werden die nachstellenden Bestandteile eingeführt:
100 Gewichtsteile ^-Fe₂O„-Teilchen 2,5 Gewichtsteile des Na-Salzes von Laurylsarcosin 108 Gewichtsteile einer I8,5$igen Lösung des Terpolymers

Vinylchiorid-Vinylacetat-Vinylalkohol in einem Gemisch von Methyläthylketon, Methylisobutylketon und Toluol 1:1:1

3 Gewichtsteile Polyester-Weichmacher (Handelsname "Paraplex" von Rohm and Haas) 6,h Gewichtsteile epoxidiertes Sojaöl 113 Gewichtsteile eines Gemisches von Methyläthylketon,

Methylisobutylketon und Toluol 1:1:1

Das eingeführte Gemisch von Bestandteilen wird bei hoher Drehgeschwindigkeit der Perlenmühle 1,5 Stunden lang gemahlen. Der erhaltene magnetisierbare Uberzugslack wird anschliessend durch ein Filter mit einer Porenweite von 5/Um hindurchgegeben und auf einer Polyesterfolie mit einer Dicke von 12 ,um angebracht. Nach Trocknung und Kalandrierung ist ein Aufzeichnungsmedium entstanden, bei dem der Träger (Polyesterfolie) mit einem magnetisierbaren Überzug mit

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einer Schichtdicke von etwa 5/^uni versehen ist.

Auf gleiche Weise wird eine Reihe magnetisierbarer Aufzeichimngsmedien (Magnetband) hergestellt, die in bezug auf die Wahl des verwendeten Dispergiermittels voneinander verschieden sind. Bei gewissen Bändern sind ausserdem 5 Gewichtsteile elektrisch leitenden Russes zusätzlich hinzugefügt, um den elektrischen Widerstand der Oberfläche des Bandes herabzusetzen.

Mit jedem der hergestellten Bänder wurden die üblichen elektromagnetischen Standardmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der nachstehenden Tabelle in der Spalte 3 aufgeführt. Die Messungen umfassen eine Bestimmung des "Maximum Output Level" bei 10 KHz und 333 Hz , der relativen Bandempfindlichkeit bei 333 Hz und 12,5 KHz, und des Vormagnetisierungsrauschens. Das Ergebnis jeder Messung wurde mit der Messung eines DIN-Norm-Referenzbandes verglichen, wobei der Unterschied in dB ausgedrückt ist. Die Summe der dB-Unterschiede aller Versuche ist in der Spalte 3 unter dem Begriff ER (Electro-acoustical Response) angegeben. Dieser ER-Wert stellt ein vollständiges Bild der elektroakustischen Eigenschaften des Bandes dar. Ein höherer ER-Wert bedeutet ein höheres (besseres) Niveau

der elektroakustischen Eigenschaften.

In der Spalte 2 ist die Zusammensetzung des Magnetbandes durch Angabe des verwendeten Dispergiermittels

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sowie der gegebenenfalls zugesetzten Menge elektrisch leitenden Russes aufgeführt.

Tabelle: Elektroakustische Eigenschaften

Band Nr.	I	4	Dispergiermittel	ER-Wert
1		Na-SaIz von Laurylsarcosin	+ 1,5
2	5	Lecithin	- 3,1
3	Laurylsarcosin sowie
5 Gew.-Teile Russ	+ O, 1
Salz von Oleylsarcosin und Kokosfettamin
sowie 5 Gew.-Teile Russ	+ 1 ,0
Lecithin sowie 5 Gew.-Teile Russ	- 4,0

Beispiel 2: Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums

mit Eisenpulverpigment

In einem sogenannten "High Speed Dissolver", d.h. in eine Mischvorrichtung mit einem Rührwerk, das durch eine drehbare kreisförmige Platte gebildet wird, die am Rande mit abwechselnd auf der Ober- und auf der Unterseite der Fläche der Platte hervorragenden Zungen versehen ist, werden die folgenden Bestandteile eingeführt: 38 Gewichtsteile einer 17$igen Lösung eines Polyesterurathanharzes, das aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und 4,4-Di-isocyanodi-

phenylmethan erhalten worden ist, (Handelsname "Estane") in Tetrahydrofuran

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5,5 Gewichtsteile einer 3O$igen Lösung von Ph.enoxyh.arz

(Typ PHKJ von Union Carbide) in Tetrahydrofuran

1,8 Gewichtsteile Silan (Typ A 143 von Union Carbide) und 300 Gewichtsteile Tetrahydrofuran

_t Das Ganze wird 2 Stunden lang gerührt, wobei dem Gemisch noch die folgenden Bestandteile allmählich zugesetzt werden:

175 Gewichtsteile Fe-Pulver
h Gewichtsteile Al^O^

6,5 Gewichtsteile elektrisch leitenden Russes 7 Gewichtsteile Na-SaIz von Laurylsarcosin

Nachdem alle Bestandteile im Laufe der vorgenannten 2 Stunden zugesetzt worden sind, wird noch 30 Minuten lang weitergerührt, wonach das Ganze in einer Perlenmühle mit Glasperlen mit einem Durchmesser von 1 mm gemischt' und gemahlen wird. .

Der sich drehenden Perlenmühle werden weiter

150 Gewichtsteile der vorgenannten Polyesterurethanharzlosung sowie 22 Gewichtsteile der vorgenannten Phenoxyharzlösung zugegeben, wonach noch 2k Stunden lang gemahlen wird.

Der erhaltene magnetisierbare Uberzugslack wird durch ein Filter mit einer Porenweite von 3/^um gesiebt und auf einer Polyesterfolie mit einer Dicke· von 12 ,um angebracht. Nach Trocknung und Kalandrierung werden die elektroakustischen

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Eigenschaften des erhaltenen Magnetbandes gemessen. Durch Standardversuche werden der "Maximum Output Level" bei 333 Hz und 3 $ Verzerrung, die relative Bandempfindlichkeit bei 333 Hz und 12,5 kHz; die Sättigung bei 12,5 kHz und das Vormagnetisierungsrauschen bestimmt. Das Ergebnis jeder Messung wird mit der Messung eines CrOp-Referenzbandes mit einer Vormagnetisierungseinstellung von +3 dB verglichen, wobei der Unterschied in dB ausgedrückt wird.

Die Summe der dB-Unterschiede aller vorgenannten Versuche beträgt +14,5 dB.

Ein Eisenpulverband, das auf die oben bereits erwähnte Veise erhalten worden ist, mit der Massgabe, dass statt des Na-Salzes von Laurylsarcosin als Dispergiermittel Natriumoleat verwendet wird, wird ebenfalls elektroakustisch nach den obenstehenden Standarsversuchen geprüft.

Der erhaltene dB-Unterschied beträgt +10,4 dB. Bei Anwendung von Lecithin als Dispergiermittel wird kein stabiler magnetisierbarer Überzug und daher kein messbares Band erhalten.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE;

[I .j Magnetisches Aufzeichnungsmedium, das einen nichtmagnetischen Träger sowie einen auf dem Träger angebrachten magnetisierbaren überzug enthält, der ein Bindemittel sowie ein darin mit Hilfe eines Dispergiermittels feinverteiltes magnetisches Pigment enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispergiermittel ein N-Acylsarcosinderivat ist.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispergiermittel der Formel 1 R _ C - N - CH₀ - COOH

Ii I ■

0 CH₃

entspricht, oder aus Salzen dieser Stoffe besteht, wobei in dieser Formel R eine aliphatische oder olefinische Kohlenwasserstoffkette mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen ist. 3· Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispergiermittel ein Metall-, Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Aminsalz der durch die Formel 1 dargestellten Carbonsäure ist. k. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass es ein Natriumsalz oder ein Aminsalz, das von einem aliphatischen oder olefinischen Amin, wobei die aliphatische oder olefinische Kohlenwasserstoffkette 12 bis 22 C-Atome enthält, oder von Triäthanolamin abgeleitet ist, enthält.

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5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Überschuss an Dispergiermittel enthält.

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