DE2910075C2

DE2910075C2 - Magnetischer Aufzeichnungsträger und Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE2910075C2
Application number: DE2910075A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Komoro Nagano Kubota
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1979-03-14
Publication date: 1984-09-13
Also published as: JPS54122104A; GB2017734A; JPS586209B2; NL186348C; NL7902131A; DE2910075A1; NL186348B; US4284684A; GB2017734B

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf befindlichen magnetischen Beschichtung, die ein magnetisches Pulver, ein Bindemittel und ein fein unterteilte Teilchen aus Nickel und/oder Kupfer aufweisendes antistatisches Zusatzmittel enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen magnetischen Aufzeichnungsträgers.

Von magnetischen Aufzeichnungsträgern in Form von Magnetbändern werden mit steigender Verbreitung höhere Qualität und bessere Kennwerte gefordert. Eine der verbesserungsbedürftigen Eigenschaften der Bänder ist ihre Neigung zu störender statischer Aufladung während des Laufs. Es handelt sich dabei um die Ansammlung von elektrischen Ladungen auf dem sich bewegenden Band. Wird die angesammelte Ladung übermäßig groß, kann es zu einer atmosphärischen Entladung zwischen dem Band und den Führungen oder dem Kopf kommen. Bei weniger starken Aufladungen treten im Verlauf der Aufzeichnung oder Wiedergabe Entladungsstör- oder rauschsignale auf, die sich für den Zuhörer als unangenehmes Rauschen bemerkbar machen und die die Tonqualität des aufgezeichneten oder wiedergegebenen Schalles nachteilig beeinflussen. Bei einem sich leicht aufladenden Band, insbesondere einem dünnen Band, kann es leicht vorkommen, daß der abgewickelte Bandabschnitt durch statische Adhäsion an die darunterliegende Führungsfläche angezogen wird. Es erfolgt eine Störung des Gleichgewichts mit der vorgegebenen Bandspannung. Die Bandgeschwindigkeit wird ungleichförmig. Im Falle von Tonbändern treten nieder- und höhcrfrcquente Tonhöhenschwankungen auf; bei einem Videoband kommt es /u Zittererscheinungen. Die Ton- oder Bildqualität wird unbefriedigend.

Wenn die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Band und dem Kopf hoch ist, beispielsweise während einer Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung, bewirkt die Ansammlung von statischen Ladungen zuweilen, daß das Band auf der betreffenden Spule mangelhaft aufgewickelt wird und seitlich außer Flucht mit dein Kopf gerät oder von diesem sogar abgelenkt wird. Dies gilt insbesondere für die Zeitspanne der Aufzeichnung. Solche Erscheinungen können zu Deformationen, zum Knittern oder Faltenwerfen des Bandes führen. In extremen Fällen wird das Band um den Kopf oder andere Teil herumgeschlungcn und reißt.

Auch bei der Herstellung des Magnetbandes selbst bewirken elektrostatische Aufladungen beim Aufbringen und Trocknen der magnetischen Beschichtung, der Obcrflächcnfcriigbcarbeitung und dem Schützen leicht Fehler des Magnetbandmaterials.

hO Es wurden bereits Versuche unternommen, diese Schwierigkeiten auszuräumen. Zu diesen gehören insbesondere:

1. Zugabe von elektrisch leitendem RuB /u der magnetischen Beschichtung in einer Menge von 20 bis 30 Gcw.-% des magnetischen Materials.

tv> 2. Zugabe eines aus einem oberflächenaktiven Mittel bestehenden Antistaiikum /u der magnetischen Beschichtung.

3. Zugabe von etwa 1 μιη großen, harten Feststoffteilchen /u dem magnetischen Beschichtungsmaterial beim Dispcrsionsvorgang, wobei feine Feststoffe, die sich aus dem Abrieb von in der Dispersionsmaschine

vorgesehenen Stahlkugeln in die magnetische Beschichtung ergeben, eingemischt werden.
4. Zugabe eines Metallsalzes, beispielsweise Eisenchlorid oder Eisennitrat, zu dem magnetischen Beschichtungsmaterial.

Durch diese Maßnahmen werden die Bedingungen verbessert, die auf das Phänomen einer statischen Ladungansammiung zurückzuführen sind, doch geht dies auf Kosten von anderen Eigenschaften des Bandes.

Es ist auch bekannt (DE-GM 69 00 264), in die magnetische Beschichtung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers Nickel- oder Kupferteilchen einzubringen, um die Koerzitivkraft des Aufzeichnungsträgers zu beeinflussen. Ferner ist es bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern bekannt (JP-OS 94 307/1979), einem magnetischen Pulver feine Teilchen aus Nickel oder Kupfer zuzusetzen, um Schwierigkeiten im Hinblick auf eine Beeinträchtigung der Bandeigenschaflen zu verhindern und die Ansammlung von statischen Ladungen zu vermeiden. Der magnetische Aufzeichnungsträger wird dabei in der Weise hergestellt, daß ein Schichtträger mit einem Gemisch aus magnetischem Pulver und einem Bindemittel beschichtet wird, das feine Metallteilchen aus Nickel und/c.der Kupfer enthält. Zur Herstellung der feinen Teilchen aus Ni oder Cu können beispielsweise die folgenden Verfahren eingesetzt werden:

a) Reduktion von Nickelsulfat mit NaBH₄ oder dergleichen in einer wäßrigen Lösung,
h) Vakuumverdampfung von Ni-Brockcn in einer dünnen Inertgasatmosphäre aus Argon,

c) Herstellung eines Oxalats oder Formats von NiSO₄ und Reduktion des Salzes mil einem reduzierenden Gas, beispielsweise Wasserstoff, bei erhöhter Temperatur und anschließendes Mahlen des Reduktionsproduktes in einer Kugelmühle,

d) Lösen einer Nickelcarbonylverbindung in einer Lösung aus einem Polymer in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel und anschließende thermische Zersetzung der erhaltenen Lösung,

e) Herstellung eines feinen Pulvers durch Funkenentladung von Metallpcllcts in Leichtöl,

f) Reduktion von NiSO* oder einem anderen Ni-SaIz in einer Lösung mit einem Reduktionsmittel, beispielsweise Hydrazinhydrat oder Formalin.

Werden auf diese Weise gebildete feine Metallteilchen als Antistatikum für magnetische Aufzeichnungsträger benutzt wurden bei entsprechend sorgfältigem Vorgehen gute Ergebnisse erzielt. Bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsbändern unter Verwendung solcher Antistatika aus feinen Metallteilchen wurde das auf den Schichtträger aufzubringende magnetische Beschichiungsmaterial erhalten, indem ein Antistatikum mit einem magnetischen Pulver, einem Polymerbindemittel und einem Lösungsmittel gemischt wurde. Für ein Dispergieren wurde die erhaltene Zusammensetzung dann in einer Kugelmühle etwa 60 h lang innig gemischt.

Die entsprechend den Verfahren (a), (b) und (d) erhaltenen Metallteilchen waren superfein. Ihre Größe lag noch unter 50 nm. Wurden sie auch in kleinen Mengen zugesetzt, erfolgte ein durchgreifendes Dispergieren in magnetischen Aufzeichnungsträgern. Die Meiallteilchen erwiesen sich als ausgezeichnete Antistatika. Diese Verfahren sind jedoch für eine Massenproduktion nicht geeignet. Das in dem Verfahren (a) benutzte Reduktionsmittel, beispielsweise NaBhU, ist kostspielig. Die Vakuumverdampfung (b) ist für eine Massenfertigung ungünstig, weil Schwierigkeiten dabei auftreten, die Prozeßstufen für ein kontinuierliches Arbeiten miteinander zu verbinden und das Produktpulver zu entnehmen. Das Verfahren (d) der thermischen Zersetzung einer Nickelcarbonylverbindung in einer nichtwäßrigen Lösung schließt komplizierte Prozeßstufen ein und verlangt einen zusätzlichen Arbeits- und Zeitaufwand für die Abtrennung des erhaltenen Pulvers. Je feiner die Metallteilchen sind, desto besser sind die antistatischen Eigenschaften des Pulvers, desto mehr Beschränkungen ergeben sich jedoch jeweils im Hinblick auf eine Massenproduktion und von der Materialseite her. Obwohl das Produkt als Antistatikum ausgezeichnet wirkt, stellt der Kostenfaktor ein Hindernis gegen die Anwendung auf industrieller Basis dar. Das entsprechend dem Verfahren (e) erhaltene Metallpulver hat eine relativ große Teilchengröße in der Gegend von 100 nm. Das Verfahren ist gleichfalls für eine Massenproduktion ungeeignet. Das Verfahren (c) läßt sich für eine Fertigung in großem Maßstab einsetzen; das Pulver muß jedoch eine wesentlich geringere Teilchengröße haben, wenn es in befriedigender Weise als Antistatikum wirken soll. Das Verfahren (f) erfordert gleichfalls kostspielige Ausgangs- oder Zusatzstoffe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Aufzeichnungsträger der eingangs genannten Art und ein zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsträgers geeignetes Verfahren zu schaffen, bei denen besonders geringe Teilchengrößen der Nickel- und/oder Kupferteilchen und eine gleichförmige Dispersion dieser Teilchen in der magnetischen Beschichtung sowie damit ein besonders wirkungsvoller Schutz gegen statische Aufladungen unter Anwendung von kostensparenden Massenfertigungsprozessen zuverlässig erzielt werden können.

Bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs ί wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nickel- und/oder Kupferteilchen in der magnetischen Beschichtung in Form von durch Pulverisieren der Skeleltstruktur eines Muttersalzes oder der Aggregatstruktur gewonnenen Primärteilchen dispergiert sind und daß die Nickel- und/oder Kupferteilchen 50 bis 95% des Gesamtgewichts e.o des antistatischen Zusatzmittels ausmachen.

Ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Aufzeichnungsträgers ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische Zusatzmittel durch Pulverisieren und Dispergieren von Nickelpulver und/oder Kupferpulver, das die Skelettstruklur eines Muttcrsalzes aufweist oder eine Aggregatstruktur hat, in Gegenwart eines Polymers hergestellt und in das magnetische Beschichtungsmatcrial eingemischt wird, wobei das Metall- b5 pulver 50 bis 95% des Gesamtgewichts des antistatischen Zusatzmiiiels ausmacht.

Bei dem magnetischen Aufzeichnungsträger nach der Erfindung liegen also die antistatischen Teilchen aus metallischem Nickel und/oder Kupier in der magnetischen Beschichtung in Form von winzigen Trümmern einer

Muuersalz-Skelettstruktur oder Aggregatstruktur vor. Diese Trümmer haben typischerweise eine Teilchengröße von 50 bis 100 um. Der Anteil der feinen Metallteilchcn an dem Gesamtgewicht des antisiatischen Zusatzmittels ist kritisch. Wenn der Anteil des Metallpulver kleiner als 50 Gew.-% ist, werden Scherkräfte nicht wirkungsvoll auf das Pulver übertragen; es kommt nicht zu einer brauchbaren Pulvcrisierwirkung. Wenn umgekehrt das Metallpulver mehr als 95% des Gesamtgewichts des Zusatzmittels ausmacht, kommt es leicht zu einem Blockieren oder Verklumpen der Metallteilchen.

Zur Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsträgers nach der Erfindung werden zunächst relativ grobe Metallteilchen bereitgestellt. Dazu stehen geeignete Massenheistcllungsverfahren zur Verfugung. Diese groben Teilchen, die in der Regel die Skelettstruktur des Muttersalzes oder eine Aggregatstruktur beibehalten, werden

ίο dann in Gegenwart eines Polymers zu feinen Teilchen pulverisiert und dispergiert. Die bloße Beaufschlagung der groben Teilchen mit Scherkräften würde nicht zu der gewünschten Pulverisierung führen, sondern hätte leicht ein nachteiliges Verstopfen oder Blockieren zur Folge. Durch das Pulverisieren und Dispergieren in Gegenwart des hochmolekularen oder polymeren Materials werden jedoch die feinen Teilchen einzeln von dem Polymer umhüllt und in diesem Überzugsmaterial gut verteilt. Beispielsweise für das polymere Überzugsmaterial sind Vänylchloridvinylacetat-vinylalcohol-Copolymere, Polyvinylbutyralharze, Epoxidharze, Vinylchlorid-vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-vinylacetat-vinylpropionat-Copolymere, Polybutadienharze, Butadien-acrylnitril-Copolymerharze, Vinylaeetatäthylen-Copolymerharze, Phcnoxyharze, lineare gesättigte Polyesterharze und Polyurethanharze.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das antistatische Zusatzmittel in einem Lösungsmittel gelöst und in Form eines Lackes vorteilhaft dem Bindemittel zugesetzt, um so im Rahmen des normalen Herstellungsverfahrens eines magnetischen Aufzeichnungsträgers benutzt zu werden. Zweckmäßig wird ein Lösungsmittel mit großem Lösungsvermögen, beispielsweise Methylethylketon oder Cyclohexan, verwendet.

Das Ausgangspulver für die Herstellung des antistatischen Zusatzmittels wird vorzugsweise durch Wasserstoffreduktion eines organischen Nickelsalzes, thermische Zersetzung von Nickelcarbonylgas, Gewinnung eines auf Platten durch Elektrolyse abgeschiedenen dentritischen Pulvers, Aufschießen, Aufsprühen oder elektrochemisches Ausfällen aus einer Nickel- oder Kupfersalzlösung, zweckmäßig durch Zugabe von Al oder dergleichen, gebildet.

Das Pulverisieren und Dispergieren erfolgt vorteilhaft mittels einer zur Ausübung von starken Scherkräften geeigneten Mahl- und Dispergiervorrichtung, insbesondere einer Zweiwalzen-Heißmühle, eines Druckkneters, eines Banbury-Mischers oder einer Kombination aus einem Kneter und einer Dreiwalzenmühle.

Die mit dem magnetischen Aufzeichnungsträger nach der Erfindung und dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erzielten Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen: Es ist eine Verminderung der Fertigungskosten möglich, weil zunächst grobe Metallteilchen verwendet werden, die auf industrieller Basis in Massenproduktion hergestellt werden. Weil die Partikel aus Ni oder Cu anschließend auf die Größe von

Primärteilchen gemahlen und in dem polymeren Überzugsmaterial dispergiert werden, werden die antistatischen Eigenschaften des Bindemittels verbessert. Da für diesen Zweck ein kleiner Zusatz ausreicht, geht dies nicht auf Kosten der elektromagnetischen Umwandlungskennwerte des magnetischen Aufzeichnungsträgers selbst. Die feinen Metallpartikel, die bereits von dem polymeren Übcr/.ugsmaterial umhüllt und in diesem dispergiert sind, erfordern keine erneute Dispersion, beispielsweise durch Anwendung einer Kugelmühle. Ein bloßes Lösen des antistatischen Bindemittels in einem organischen Lösungsmittel gestattet ein leichteres Dispergieren der feinen Metallteilchen, was zu der großen Leistungsfähigkeit des Verfahrens zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers beiträgt. Weil die feinen Metallteilchen in dem polymeren Material dispergiert und von diesem umhüllt sind, werden sie dagegen geschützt, aufgrund von Oxidation Feuer zu fangen.
Die einzige Figur zeigt eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Laufzeit und dem spezifisehen Oberflächenwiederstand von erfindungsgemäß hergestellten Magnetbändern und Bändern, die speziell für Vergleichszwecke gefertigt wurden.

Die Erfindung ist anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel I

(i) Es wurden zwei verschiedene gesättigte wäßrige Lösungen hergestellt, die jeweils 1 mo! an NiSQi · 6 H2O oder Oxalsäure (H2C2O4 · 2 H2O) enthielten. Die Lösungen wurden dann für eine Reaktion bei 6O⁰C gemischt. 10 min nach Einsetzen der Reaktion wurde ein Oxalat, und zwar Ni(COOb · 2 H2O. ausgefällt. Der Niederschlag wurde mit Wasser bis zu einem pH-Wert von nahezu 6 gewaschen und dann getrocknet. Die Teilchengröße des erhaltenen Stoffes lag bei etwa 100 μιτι. Anschließend wurde dieses Nickeloxalat in einem Wasserstoffgasstrom bei 350°C 5 h lang reduziert. Nach der Reduktion wurde der Stoff mit Toluol angefeuchtet und herausgenommen. Das Toluol wurde durch natürliches Trocknen abgedampft. Es verblieben Nickelmetallteilchen. Die Teilchen behielten die Skelettstruktur des Muttersalzes durch Sintern von Primärteilchen; die Teilchengröße betrug etwa 0,8 μιτι.

(2) 70 Gewichtsteilen dieser Ni-Metallteilchen wurden 30 Gewichtsteile Vinylchlorid-vinylacetat-vinylalcohol-Copolymer und dann 1,2 Gewichtsteile Meihylisobutylketon (MIBK) zugesetzt. Die Komponenten wurden mittels eines Pulvermischers gemischt. Es ergab sich eine Pulvermischung, bei der das Copolymer etwas feucht war. Um eine Oxidation zu verhindern und die Dispergierbarkeit des Ni-Metalipulvers zu verbesssern, erwies es sich als günstig. Sorbitanmonolaurat oder ein ähnliches oberflächenaktives Mittel sowie Silankopplungsmittel

ητ mit reduzierender Wirkung beispielsweise /-Aminopropyltriälhoxysilan oder N-z^Aminoäthyl) /-aminopropyltrimethoxysilan. in Form einer Losung in MIBK in einer Menge von etwa 2 Gew.-°/o bezogen auf das Gewicht des Metallpulver zuzusetzen.

Das Metallpuivergemisch wurde unter Verwendung einer auf 60"C gehaltenen Zweiwalzen-Heißmühle pul-

verisiert und durchgeknetet, wobei der Walzenspalt auf 0,5 mm eingestellt war. Nach etwa 10 Knetvorgängen wurde eine Lage aus antistatischem Bindemittel als Gemisch aus feinverteilten Ni-Metallteilchen und Vinylchlorid-vinylacetat-Copolymer erhalten. Das MIBK wurde durch die Mischwärme abgedampft. Das Mischungsverhältnis von Metallpulver und Copolymer war von Wichtigkeit. Wenn der Anteil des Metallpulvers unter 50Gew.-% lag, führten die großen Scherkräfte der Zweiwalzen-Heißmühlc nicht zu der gewünschten Pulverisierung der Metallteilchen. Die Metallteilchen schlüpften dann vielmehr zusammen mit dem unter Wärmeeinfluß erweichten Copolymer durch den Walzenspalt; der Leistungsgrad der Pulverisierung zu Primärteilchen und des Dispergiervorgangs wurden vermindert. Wenn umgekehrt der Anteil an Metallpulver größer als 95 Gew.-% war, konnte wegen des Mangels an Dispersionsmedium kein Mahlen zwischen den Walzen mehr erfolgen. Es kam vielmehr durch einen Walzeffekt zu einem Blockieren der Metallteilchen. Die Metallteilchen wurden offenbar durch die Weitergabe der von der Zweiwalzen-Heißmühle aufgebrachten Scherkräfte und durch die Kräfte pulverisiert und dispergiert, die sich aus dem wechselseitigen Zusammentreffen der Teilchen ergaben. Die so erhaltene Lage wurde mittels einer Schlitzvorrichtung zu Pellets oder Chips zerstückelt. (3) In einem Mischer wurden 4,3 Teile Pellets, die 3 Teile Ni enthielten und entsprechend dem vorstehend genannten Verfahren (2) hergestellt waren, mit 3 Teilen Methyläthylketon gemischt, um einen Lack zu erhalten. in dem superfeine Teilchen aus Ni dispergiert waren. Eine Untersuchung mittels eines Elektronenmikroskops zeigte, daß die mittlere Größe der superfeinen Teilchen nahe bei der Größe von Primärteilchen, d. h. 50 nm lag.

Dann wurde ein magnetisches Bcschichtungsmaterial für gewöhnliches Magnetband hergestellt, indem die folgenden Stoffe in einer Kugelmühle gemischt und dispergiert wurden.

/-Fe₂O₃ 300 Gewichtsteile

Vinylchlorid-vinylacetat-Copolymer 80 Gewichtsleilc

Nitrilgummi 20 Gewichtsteile

Lecithin 2 Gewichtsteile

Stearinsäure 1 Gewichsteil

Lack mit dispergiertem Ni-Pulver 4,3 (bezogen auf die Pellets)

Lösungsmittelgemisch

(MEK: MIBK : Toluol = 1 :1 :1) 600

Das so erhaltene magnetische Beschichtungsmaterial wurde auf einen 12 μιτι dicken Polyesterfilm aufgebracht, wobei eine magnetische Beschichtung von 7 μιη Dicke ausgebildet wurde. Durch eine Oberflächenfertigbearbeitung wurde für eine Gesamtdicke des beschichteten Films von 18 um gesorgt. Der Film wurde dann zu Bändern von jeweils 3,8 mm Breite geschlitzt, um ein Kassettenband zu erhalten. Das so gebildete Band wird vorliegend als Probe Nr. 1 bezeichnet.

35 Beispiel 2

(1) 30 Gewichtsteile Polyvinylbutyralharz wurden 70 Gewichtsteilen eines Gemischs aus metallischen Nickelpulvern zugesetzt, die durch thermische Zersetzung von Nickeltetracarbonyl (Ni(CO)₄J-GaS hergestellt werden und eine mittlere Teilchengröße 3,0 bis 7, 0 μΐη, 2,2 bis 3,0 μιτι und 2,6 bis 3,3 μπι hatten. Nach weiterer Zugabe von 1,2 Gewichsteilen Methylisobutylketon (MlBK) wurde das Gemisch in einen Druckkneter eingebracht. Die Charge wurde bei einer Drehzahl von 50 U/min 5 min lang ohne Anwendung von Druck gemischt und dann bei einer Drehzahl von 35 U/min 20 min lang unter einem Druck von 4 bis 5 bar bei Verwendung eines Druckdekkels geknetet und gemahlen. Die Temperatur der Charge im Kneter wurde mittels eines Wasserkühlmantels im Bereich von 50° bis 80°C gehalten. Nach dem Kneten wurde die Charge aus dem Kneter entnommen. Das MIBK wurde durch Verdampfen beseitigt. Sodann wurde das Produkt in Pellets aufgebrochen.

(2) 4,3 Teile Pellets, die entsprechend der Verfahrensstufe (1) erhalten waren und 3Teiie Nickel enthielten, wurden 3 Teilen Methyläthylketon zugesetzt; die Stoffe wurden zum Mischen und Auflösen zusammen in einen Mischer eingebracht Es wurde ein Lack erhalten, in dem feine Teilchen aus Nickel dispergiert waren. Die mittlere Größe der dispergierten Nickelfeinstoffe betrug etwa 80 nm.

Sodann wurde ein magnetisches Beschichtungsmaterial hergestellt, indem die folgenden Komponenten in einer Kugelmühle 60 h lang gemischt und dispergiert wurden:

^Fe₂O₃ 300 Gewichtsteile

Vinylchlorid-vinylacetat-Copolymer 80 Gewichtsteile

Urethangummi 20 Gewichtsteile

Lecithin 2 Gewichtsteile

Stearinsäure 1 Gewichsteil

Lack mit dispergierten

Ni-Superfeinstoffen 43 (bezogen auf die Pellets)

Lösungsmittelgemisch

(MEK : THF : Toluol = 2:1:1) 600

Unmittelbar vor Aufbringen des so gebildeten magnetischen Beschichtungsmaterials wurden 15 Teile »Desmodur L« (als Warenzeichen geschützte Handelsbezeichnung eines Klebers der Farbenfabriken Bayer AG mit 75% Feststoffgehalt) zugesetzt. Unter Verwendung dieses Gemischs und mit Hilfe des im Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens wurde ein Kassettenband hergestellt. Es wird als Probe Nr. 2 bezeichnet.

Beispiel 3

(1)75 Gewichtsteile (30 Gewichtsteile bezogen auf die Feststoffe) eines Gcmischs aus einem hochmolekularen Epoxidharz und Methylisobutylketon (MlBK) (mil 40% Feststoffgehall) wurden zu 70 Gewichtsteilen an feinem Kupferpulver zugesetzt. Das Kupferpulver halle eine mittlere Teilchengröße von 7 μπ\ und wurde aus einem elektrolytischen Niederschlag von dentritischer Struktur auf Elektroden bei der erneuten Elektrolyse von elektrolytischem Kupfer hoher Reinheit gewonnen. Das Gemisch wurde in einen Kneter eingebracht. Während des Knetens entwickelte sich ausreichend Wärme, um den Lösungsmillelgehalt durch Verdampfen auszutreiben. Um unerwünschte chemische Veränderungen des Epoxidharzes zu vermeiden, wurde die Knetertemperatur

ίο durch Wasserkühlung über den Kühlmantel so eingestellt, daß die im Kneter befindliche Charge auf einer Temperatur im Bereich von 60° bis 80"C gehalten wurde. Es wurde für ein Dispergieren gesorgt, während die Feststoffkonzentration durch Verdampfen von MIBK aus dem Epoxidharz allmählich anstieg. Nach dem Erhöhen der Temperatur auf 60°C wurde der Dispergiervorgang 1 h lang fortgesetzt. MIBK verblieb in dem behandelten Gemisch in einer Menge entsprechend 5 Gewiehtstcilen des Gesamtgewichts.

Die Charge wurde aus dem Kneter genommen und 5 Knclbchandliingen in einer Dreiwalzen-Mühlc unterzogen, um das erhaltene Kupferpulver von deniriliseher Struktur zu mahlen und zu dispergieren sowie um das restliche MIBK zu verdampfen. Schließlich wurde eine Lage oder Folie in Form eines Körpers mit dispergierten Kupferfeinstoffen erhalten. Man ließ die Lage trocknen, bis die kleine Restmenge an MlBK fast vollständig verdampft war. Dann wurde das Produkt mittels eines Chipschlitzers pelletiert.

(2) Ein Lack mit dispergierten Kupferfeinstoffen wurde erhallen, indem 3 Teile Methylethylketon 4,3 Teilen der entsprechend der vorstehenden Verfahrensstufe (1) gebildeten Pellets zugesetzt wurden und das Gemisch dann mit Hilfe eines Mischers gemischt und aufgelöst wurde. Die mittlere Größe der feinen Kupferteilchen betrug etwa 90 nm.

Um unter Verwendung dieses Lackes ein magnetisches Beschichtungsmaierial herzustellen, wurden die folgenden Komponenten in einer Kugelmühle 60 h lang gemischt unddispergiert:

Co-haltiges/- Fe>O₃ . 300 Gewichtsteile

Epoxidharz-MIBK-Gemisch 200 Gewichtsteile

Urethangummi 20 Gewichtsteile

Lecithin 2Gewiehlsleile

Stearinsäure 1 Gewichtsteil

Lack mit dispergierten

Kupferfeinstoffen 4,3 (bezogen auf die Pellets)

Lösungsmittelgemisch

(MEK : THF: Toluol = 2:1 :1) 600

Unmittelbar vor dem Beschichtungsvorgang wurden dem so erhaltenen Beschichtungsmaterial 15 Teile »KO-LONETOHL« (hergestellt von der Nippon Polyurethane Co.) zugesetzt. Entsprechend dem Vorgehen gemäß Beispiel 1 wurde ein Kassettenband hergestellt. Es wird als Probe Nr. 3 bezeichnet.

Für einen Vergleich der Kennwerte mit den Proben Nr. 1 bis 3 entsprechend den Beispielen 1 bis 3 wurden zusätzlich die beiden folgenden Bänder gefertigt.

Vergleichsbcispiel 1

Ein Band wurde in genau der gleichen Weise hergestellt, wie dies in Beispiel 1 beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß das Antistatikum durch 12 Gewichtsteile von festem elektrisch leitenden Ruß ersetzt wurde. Das Band wird als Probe Nr. 4 bezeichnet.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Band wurde hergestellt, indem 3 Gewichtsteile an sekundären Nickelmetallteilchen oder Aggregate der primären Teüchen, die die Skelettstruktur des Muttersalz.es halten und entsprechend der Verianrenssiufe(1)des Beispiels 1 erhalten wurden, unmittelbar ohne Pulverisieren mittels der Zwciwalzen-Mühle entsprechend Verfahrensstufe (2) an Stelle des Lackes mit dispergiertcm Ni-Pulver gemäß Verfahrensstufe (3) benutzt wurden.

Dieses Band wird als Probe 5 bezeichnet.

Mit diesen 5 Versuchsbändern, d. h. den Proben Nr. 1 bis 3 (Beispiele) und den Proben Nr. 4 und 5 (Vergleichsbeispiele) wurden Versuche durchgeführt, indem man jedes Band ohne Unterbrechung auf einem Kraftwagen-Kassettenstereodeck hin- und herlaufen ließt. Die Beziehung zwischen der Laufdauer und dem spezifischen Oberflächenwiderstand der Bänder ist in der Zeichnung wiedergegeben. Magnetbänder mit spezifischen Oberflächenwiderständen von mehr als 4 · 10" Ω neigen für gewöhnlich zu langsamen und schnellen Schwankungen der Bandgeschwindigkeit, begleitet mit der Gefahr eines Entladungsrauschens. Dies gilt insbesondere für Kassettenbänder aus dünnen Filmen, z. B. den Kassettenbändern C-90 und C-120. Die erfindungsgemäßen Bänder zeigten nur einen geringen Anstieg des spezifischen Oberflächenwiderstandes. Nach einem ununterbrochenem Lauf von 300 h lagen die Werte in der Größenordnung von 5 · 10'" Ω. Obwohl die Bänder nur ein Viertel der

b5 Menge des für das Band Nr. 4 vorgesehenen, leitenden Rußes enthielten, ergab sich bei den Bändern Nr. 1 bis 3 gemäß der Erfindung nur ein vernachlässigbarer Anstieg des spezifischen Oberflächenwiderstandes, was erkennen läßt, daß die Bänder gegenüber statischen Störungen extrem stabil sind. Bei der Probe Nr. 5 stieg der spezifische Oberflächenwiderstand, der zunächst in der Größenordnung von 10^ln Ω lag. nach 50 h auf einen Wert

von 10" Ω und nach 300 h auf bis zu 1,5 · 10" Ω an. Dieses unbefriedigende Verhalten der Probe Nr. 5 ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß die Probe Nr. 5 bezüglich des Gehalls an Ni-Metall ähnlich den Proben Nr. 1 bis 3 ist, jedoch die Aggregate der Primärteilchen aufweist; d. h., die Ni-Teilchen sind nicht durch Scherwirkung pulverisiert. Obwohl das Ni-Metallpulver der Probe Nr. 5 bei der Zubereitung des magnetischen Beschichtungsmaterials den von einer Kugelmühle ausgeübten Misch- und Dispergierwirkungen ausgesetzt wurde, hat es den Anschein, daß das mittels der Kugelmühle erreichte Dispergieren nicht kräftig genug ist, um die Ni-Teilchen zu pulverisieren. Die Ni-Teilchen wurden daher in nichtpulverisierter Form als zusammenhängende Sekundärteilchen in die magnetische Beschichtung eingebracht. Dies hatte zur Folge, daß die im Band befindlichen Ni-Teilchen nicht die Leitfähigkeit aufwiesen, die für die antistatische Funktion des Bandes wesentlich ist. Dies wurde durch Beobachtungen mit einem Elektronenmikroskop und eine Analyse im Röntgenstrahl-Mikroanalysator bestätigt.

Die Zeichnung zeigt die Versuchsergebnisse für Proben von Tonbändern, insbesondere Kassettenbändern, die besonders leicht eine elektrostatische Adhäsion erfahren. Probleme aufgrund der Ansammlung von statischen Ladungen treten im Hinblick auf die Verläßlichkeil bei magnetischen Schichtträgern aller Art auf; dazu gehören insbesondere Video- und Computerbänder sowie magnetische Folien, Karten und Scheiben. Insbesondere bei einem Medium wie einem Videoband, bei dem kurzwellige Aufzcichnungssignalc mit einer kleinsten Äufzeichnungswellenlänge von nahezu 1 Mikrometer auftreten, muß die Menge an festem Antistatikum im Band so klein wie möglich sein, um unerwünschte Auswirkungen auf die Dispersions- und Fülleigenschaften des magnetischen Eisenoxids zu vermeiden. Von gleicher Wichtigkeit ist, daß ein Aufbau von statischer Ladung in dem Band keinen Schmutz, insbesondere Staub, aus der Umgebung anziehen soll und daß die magnetische Beschichtung gegen Adhäsion von Staub geschützt wird, der durch Abrieb der Unterseite des Schichtträgers des Bandes entsteht. In der folgenden Tabelle sind die Empfindlichkeiten bei niedrigen Frequenzen, der Wert Mol (dB) und der Rauschabstand S/N (dB) für die Bänder Nr. 1 bis 5 zusammengestellt. Die Tabelle läßt erkennen, daß die Bänder mit dem antistatischen Bindemittel nach der Erfindung auch hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften überlegen sind. Bei dem Band Nr. 4 ist, wie bereits ausgeführt, Ruß als Antistatikum vorgesehen. Um seine Kettenstruktur in der magnetischen Beschichtung aufrechtzuerhalten, muß der Ruß in einer Menge zugesetzt werden, die mehr als das Vierfache der Nickelpulvermenge in den erfindungsgemäßen Proben ist, um den spezifischen Oberflächcnwidersiand nicht über 4 · 10" Ω ansteigen zu lassen. Ein Blick auf die Tabelle zeigt die ungünstigen Auswirkungen eines derart großen Zusatzes an Antistatikum.

Tabelle

Probe Tonempfindlichkeit (dB)	S-8KH/.	S-12,5 KHz	»NakamichiCT-20A«	Mol (dB)	S/N (dB)
Nr. S-333 Hz	+ 0,9	+ 1,5	4,76 cm/s	333Hz	1 KHz
1 +1,0	±0,8	+ 1.3	3OdB	+ 1,0	55
2 +0,8	+ 0,8	+ 1,2	0,85 mA	+ 1,0	55
3 +0,7	-0,5	-0,2		+ 0,9	55
4 -1,5	0,0	+ 0,5		-3,0	52,5
5 +0,5				0,0	53,5
Anmerkung:			»STD Band« der TDK
Meßbedingungen:		Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Deck:
Bandgeschwindigkeit:
Eingangssignal:
Vormagnetisierungsstrom:
Bezugsband:

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf befindlichen magnetischen Beschichtung, die ein magnetisches Pulver, ein Bindemittel und ein fein unterteilte Teilchen aus Nickel und/oder Kupfer aufweisendes antistatisches Zusatzmittpl enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel- und/oder Kupferteilchen in der magnetischen Beschichtung in Form von durch Pulverisieren der Skelettstruktur eines Muttersalzes oder der Aggregatstruktur gewonnenen Primärteilchen dispergiert sind, und daß die Nickel- und/oder Kupferteilchen 50 bis 95% des Gesamtgewichtes des antistatischen Zusatzmittels ausmachen.

ίο 2. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers nach Anspruch 1 durch Aufbringen eines ein Magnetpulver, ein Bindemittel und ein Nickel- und/oder Kupferpulver aufweisendes antistatisches Zusatzmittel enthaltenden magnetischen Beschichtungsmaterials auf einen Schichtträger, dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische Zusatzmittel durch Pulverisieren und Dispergieren von Nickelpulver und/oder Kupferpulver, das die Skelettstruktur eines Muttersalzes aufweist oder eine Aggregatstruktur hat, in Gegenwart eines Polymers hergestellt und in das magnetische Beschichtungsmaterial eingemischt wird, wobei das Metallpulver 50 bis 95% des Gesamtgewichts des antistatischen Zusatzmittels ausmacht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das antistatische Zusatzmittei in einem Lösungsmittel gelöst und in Form eines Lackes zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspulver für die Herstellung des antistatischen Zusatzmittels durch Wasserstoffreduktion eins organischen Nickelsalzes, thermische Zersetzung von Nickelcarbonylgas, Gewinnung eines auf Platten durch Elektrolyse abgeschiedenen dentritischen Pulvers, Aufschießen, Aufsprühen oder elektrochemisches Ausfällen aus einer Nickel- oder Kupfersalzlösung gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulverisieren und Dispergieren mittels einer zur Ausübung von starken Scherkräften geeigneten Mahl- und Dispergiervorrichtung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Pulverisieren und Dispergieren eine Zweiwalzen-Heißmühle, ein Druckkneter, ein Banbury-Mischer oder eine Kombination aus einem Kneter und einer Dreiwalzenmühle verwendet wird.