DE3008021C2

DE3008021C2 -

Info

Publication number: DE3008021C2
Application number: DE3008021A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kyoto Jp Matsuura; Seiji Takatsuki Osaka Jp Watatani
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1979-03-03
Filing date: 1980-03-01
Publication date: 1989-10-12
Also published as: JPS55117739A; DE3008021A1; US4322474A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Auf zeichnungsmedium gemäß dem Oberbegriff des PA 1.

Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium für Video, Audio, Computer oder dergleichen, bewegt sich gleitend an einem magnetischen Aufzeichnungskopf beim Aufzeichnen und bei der Wiedergabe entlang, weshalb die magnetische Schicht der Abreibung unterworfen wird. Daher ist es wünschens wert, daß die magnetische Schicht eines magnetischen Auf zeichnungsmediums einen ausgezeichneten Widerstand gegen Abreibung aufweist. Im Falle eines magnetischen Aufzeich nungsbandes für Video, das an einem magnetischen Aufnahme kopf mit hoher Geschwindigkeit entlang gleitet, ist es besonders wünschenswert, daß die magnetische Schicht eine hohe Abriebsfestigkeit bei hohen Temperaturen, wegen der durch das Gleiten verursachten Reibungswärme, aufweist. Weiterhin haben die kürzlichen Entwicklungen von magneti schen Aufzeichnungsapparaten dazu geführt, daß ein mag netisches Aufzeichnungsmedium unter verschiedenen Beding ungen verwendet wird. Daher besteht ein starkes Bedürfnis nach einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, das gegen Ab rieb wiederstandsfähig ist und ausgezeichnete Betriebs dauer unter drastischen Bedinungen, wie zum Beispiel hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit, aufweist.

Um diesem Bedürfnis nachzukommen ist vorgeschlagen worden ein Schmiermittel, wie zum Beispiel eine höhere aliphati sche Säure, einen höheren aliphatischen Alkohol oder einen aliphatischen Säureester oder eine Schmiermittelzusammen setzung, die aus einem aliphatischen Säureester und Zink stearat besteht, in die magnetische Schicht eines mag netischen Aufzeichnungsmediums einzuarbeiten. Dieses Schmiermittel ist wirksam in der Verbesserung des Abriebs widerstands, blüht oder blutet jedoch auf die Oberfläche der Magnetschicht mit der Zeit aus, selbst wenn es in ge ringer Menge eingearbeitet ist, wobei ein magnetischer Aufzeichnungskopf, ein Führungsteil oder dergleichen be schmutzt wird. In extremen Fällen macht das ausblutende Schmiermittel die Oberfläche der magnetischen Schicht klebrig, wodurch der Lauf des magnetischen Aufzeichnungs bandes ungleichmäßig wird. Die genannte Schmiermittelzu sammensetzung, bestehend aus einem aliphatischen Säure ester und Zinkstearat, verhindert das Ausblühen des ali phatischen Säureesters als Schmiermittel und die Lauf stabilität eines magnetischen Aufzeichnungsbandes wird gesteigert mit einer Verbesserung der Abriebsbeständigkeit. Unter drastischen Bedingungen, wie hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, wird jedoch das Ausblühen eines Schmier mittels nicht ausreichend unterdrückt und der Lauf des magnetischen Aufzeichnungsbandes wird manchmal unstabil.

Die DE-OS 23 64 879 betrifft Schichtmagnetogramm träger, wobei das mit einer Magnetschicht auf der Basis von Bindemitteln dispergierte feinteilige Magnetpigment zur Verbesserung der Gleiteigenschaften gegenüber Geräteteilen mit einem Siloxan-Copolymeren in der Magnetschicht versehen ist. Als weitere bekann te, geeignete Gleitmittel sind Polydimethylsiloxane, Paraffinöle, Wachse, gesättigte und ungesättigte Fett säuren, Fettsäureester, Fettsäureamide, Salze von Fettsäuren, ferner feste Schmierstoffe wie Molybdän disulfid, Graphit, Polytetrafluorethylenpulver und Polytrichlorfluorethylenpulver als bekannt vorausge setzt.

Die US-PS 40 91 143 beschreibt die Verwendung von Zinksalzen von aliphatischen Carbonsäuren mit 8 bis 18 C-Atomen zur Verbesserung der Stabilitätseigenschaften von Dispersionen, die Chromdioxidmagnetpigmente ent halten. Unter anderem wird auch die Verwendung von aliphatischen Monocarbonsäuren und Estern aliphati scher Mono- oder Dicarbonsäuren beschrieben.

Die DE-AS 12 71 189 betrifft die Verwendung von Fett säureestern oder von Gemischen von Fettsäureestern als Schmiermittel in Magnetzusammensetzungen.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Er findung darin, das Ausblühen oder Ausbluten eines Schmiermittels, selbst nach Verwendung bei hoher Tem peratur und unter hoher Feuchtigkeit, für eine lange Zeit zu vermeiden und für eine ausgezeichnete Lauf stabilität und Gebrauchsdauer zu sorgen und somit eine hohe Abriebfestigkeit der magnetischen Schicht zu er zielen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein magnetisches Aufzeich nungsmedium, enthaltend eine elastische Grundschicht und eine magnetische Schicht, die magnetische Pulver und ein Bindemittel darin enthält, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die magnetische Schicht weiter (A) wenigstens einen Ester von gesättigten aliphatischen Säuren mit 18 Kohlenstoff atomen mit aliphatischen Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlen stoffatomen, (B) wenigstens eine gesättigte aliphatische Säure mit 14-18 Kohlenstoffatomen und (C) wenigstens ein Zinksalz von gesättigten aliphatischen Säuren mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen enthält, wobei der Gehalt der Komponente (A) 0,5 bis 2,0 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers in der Magnetschicht, der Gehalt der Komponente (B) ¼ bis 1 Gewichtsteil, pro 1 Gewichtsteil der Komponente (A) und der Gehalt der Komponente (C) ¹/₃ bis 1 Gewichtsteil pro einem Gewichtsteil der kombinierten Mengen der Komponenten (A) und (B) betragen.

Als Ergebnis ausführlicher Untersuchungen wurde nun ge funden, daß die Einarbeitung gewisser aliphatischer Säure ester und gewisser aliphatischer Säuren als Schmiermittel mit dem Zinksalz von gewissen aliphatischen Säuren in eine magnetische Schicht in bestimmten Mengenverhältnissen, wirksam zur Verhinderung des Ausblühens des Schmiermittels, selbst nach Verwendung bei hohen Temperaturen unter hoher Feuchtigkeit für eine lange Zeit ist, und die sowohl Laufstabilität als auch die Abriebs festigkeit des magnetischen Auszeichnungsmediums stei gert. Der Erfindung liegen diese Untersuchungen zugrunde.

In der magnetischen Schicht ist das Gewichtsverhältnis der magnetischen Pulver und des Bindemittels (z. B. Vinyl chlorid/Vinylacetatcopolymer, Nitrocellulose) gewöhnlich von 60 : 40 bis 85 : 15.

Der aliphatische Säureester (A), der eine der wesentlichen Komponenten ist, die gemäß der Erfindung in die magnetische Schicht eingearbeitet sind, ist ein Ester einer gesättig ten aliphatischen Säure mit 18 Kohlenstoffatomen mit einem aliphatischen Alkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Spe zielle Beispiele des aliphatischen Säureesters sind n-Propylstearat, n-Butylstearat, n-Amylstearat und n-Hexyl stearat. Diese Ester haben eine gute Schmierfähigkeit und sind wirksam in der Verbesserung der Abriebbeständigkeit. Sie können allein oder in Kombination verwendet werden. Wenn die Menge des aliphatischen Esters, der mit den an deren zwei wesentlichen Verbindungen eingearbeitet werden muß, zu gering ist, wird ein ausreichender Schmiereffekt nicht erzielt. Wenn die Menge zu groß ist, kann er auf die Oberfläche der magnetischen Schicht ausbluten. Erfindungs gemäß ist seine Verwendung in einer Menge von 0,5 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der magnetischen Pul ver, in der magnetischen Schicht günstig.

Die aliphatische Säure (B), die eine weitere wesentliche Komponente gemäß der Erfindung ist, ist eine gesättigte aliphatische Säure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen. Spe ziele Beispiele sind Myristinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure. Sie haben ausgezeichnete Schmierfähigkeit und können ein unnormales Quietschen verhindern. Sie kön nen allein oder in Kombination verwendet werden. Erfindungs gemäß wird die aliphatische Säure in die Magnetschicht in einer Menge ¼ bis 1 Gewichtsteil, pro 1 Gewichtsteil des aliphatischen Säureesters eingearbeitet. Wenn die Menge zu gering ist, ist der Reibungskoeffizient der magnetischen Schicht nicht ausreichend verringert. Wenn die Menge zu groß ist, kann das Ausblühen auf die Oberfläche der Mag netschicht nicht verhindert werden.

Das Zinksalz einer aliphatischen Säure (C), das eine wei tere wesentliche Komponente gemäß der Erfindung ist, ist das Zinksalz einer gesättigten aliphatischen Säure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Zinkstearat, Zink palmitat oder Zinkmyristat. Diese Salze sind wirksam in der Verhinderung des Ausblühens der Schmierstoffe. Sie werden in einer Menge von ¹/₃ bis 1 Gewichts teil zu einem Gewichtsteil der kombinierten Menge des aliphatischen Esters und der aliphatischen Säure verwen det, um die Ausübung eines ausreichenden verhindernden Effektes auf das Ausblühen, selbst unter drastischen Beding ungen, wie z. B. hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit zu ergeben, obwohl die Verwendung des Zinksalzes in einer ge ringeren Menge immer noch wirksam ist, wenn die Umgebungs bedingungen nicht so drastisch sind.

Zur Herstellung einer magnetischen Schicht, die die ge nannten wesentlichen Komponenten enthält, können diese Komponenten mit den magnetischen Pulvern und einem Binde mittel gemischt werden, worauf das Gemisch auf die Ober fläche einer elastischen Grundschicht (z. B. einem Poly esterfilm oder einer Polyesterfolie) aufgebracht wird, um eine magnetische Schicht zu bilden. Alternativ können die genannten wesentlichen Komponenten zusammen in einem ge eigneten Lösungsmittel gemischt werden und dann auf die Oberfläche einer vorher auf einer elastischen Grundschicht gebildeten magnetischen Schicht durch Auftragen, Spritzen oder Tauchen der erhaltenen Mischung aufgebracht werden. Die Dicke der so gebildeten Magnetschicht ist üblicher weise 2 bis 15 µm (nach dem Trocknen) in Abhängigkeit von der Dicke der elastischen Grundschicht, die üblicher weise 5 bis 70 µm dick ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beispiele erläutert, in denen sich die Prozente und Teile auf das Gewicht beziehen.

Beispiel 1

Materialien
Teile
Co-enthaltenes magnetisches Eisenoxyd
100
Ruß	6
α-Fe₂O₃-Teilchen (durchschnittliche Größe 0,5 µm)	6
Zinkstearat	0,5
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer	20
Polyurethan-Prepolymer	5
Polyisocyanat	2
n-Butylstearat	0,8
Myristinsäure	0,5
Methylisobutylketon	200

Die genannten Materialien werden miteinander in einer Kugelmühle gemischt, um eine magnetische Beschichtungs masse herzustellen. Die Masse wird auf einen Polyester film von 15 µm Dicke aufgebracht, worauf sie getrocknet wird, um einen Überzugsfilm von 5 µm Dicke zu erhalten. Die erhaltene Folie wurde an der Oberfläche kalandriert und in einer Breite von 1,27 cm aufgeschnitten, um ein magnetisches Aufzeichnungsband (Probe Nr. 1) zu erhalten.

Beispiel 2

In derselben Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Ände rung der Menge von n-Butylstearat in der magnetischen Beschichtungsmasse, wie in Tabelle 1 dargelegt, wurde ein magnetisches Aufzeichnungsband hergestellt (Proben Nr. 2 bis 6).

Tabelle 1

Beispiel 3

In derselben Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Ände rung der Menge der Myristinsäure in der magnetischen Be schichtungsmasse, wie in Tabelle 2 gezeigt, wurde ein magnetisches Aufzeichnungsband hergestellt (Probe Nr. 7 bis 11).

Tabelle 2

Beispiel 4

In derselben Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Ände rung der Menge des Zinkstearats in der magnetischen Be schichtungsmasse, wie in Tabelle 3 gezeigt, wurde ein magnetisches Aufzeichnungsband hergestellt (Proben 12 bis 16).

Tabelle 3

Beispiel 5

In derselben Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Ände rung der Art des aliphatischen Säureesters, der alipha tischen Säure und des Zinksalzes der aliphatischen Säure, wie in Tabelle 4 dargelegt, wird ein magnetisches Auf zeichnungsband hergestellt (Proben Nr. 17 bis 24).

Tabelle 4

Jede der oben erwähnten Proben wurde in eine Videocassette (VHS-Modell, T-120) gegeben und mit einem handelsüb lichen Videobandrekorder bei 40°C unter einer relativen Feuchtigkeit von 80% laufen ge lassen. Die Zeit des Laufens (wobei Hin- und Rücklauf als eine Zeit genommen wird) bis verschmutzen oder Verschmie ren des magnetischen Aufzeichnungskopfes auftrat wurde gemessen. Ebenso wurde das Verschmutzen an den Leitteilen des Videobandrekorders nach 100 Läufen sowie unnormales Quietschen des magnetischen Aufzeichnungsbandes während des Laufens beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargelegt, wobei die Symbole die folgenden Bedeutungen haben:

- keine Verschmutzung oder unnormales Quietschen
○ - leichtes Verschmutzen oder leichtes unnormales Quietschen beobachtet
∆ - häufiges Verschmutzen oder unnormales Quiet schen beobachtet
X - sehr häufiges Verschmutzen oder unnormales Quietschen beobachtet

Tabelle 5

Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Pro ben mit einer magnetischen Schicht, die den Ester einer gesättigten aliphatischen Säure mit 18 Kohlenstoffatomen mit einem aliphatischen Alkohol mit 3 bis 6 Kohlenstoff atomen in einer Menge von 0,5 bis 2,0 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der magnetischen Pulver in der magnetischen Schicht, eine gesättigte aliphatische Säure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen in einer Menge von ¼ bis 1 Ge wichtsteil, pro Gewichtsteil des Esters, und das Zinksalz einer gesättigten aliphatischen Säure mit 14 bis 18 Kohlen stoffatomen in einer Menge von ¹/₃ bis 1 Gewichtsteil, pro Gewichtsteil der kombinierten Menge des Esters und der gesättigten aliphatischen Säure enthält, besonders ausgezeichnet in der Laufdauer bei hoher Temperatur unter hoher Feuchtigkeit sind und weder Verschmutzungen noch unnormales Quietschen verursachen (Probe Nr. 1, 4, 9, 15, 18, 19, 21, 22 und 23).

Die Proben mit einer magnetischen Schicht, die keine oder eine zu geringe Menge des genannten Esters enthalten, sind in ihrer Laufdauer schlecht (Proben Nr. 2 und 3), während die Proben mit einer magnetischen Schicht, die zu große Mengen des Esters enthalten, zu Ausblühen auf der Oberfläche der magnetischen Schicht und Verschmutzung der Leit-Teile führten (Probe Nr. 5 u. 6). Die Proben mit einer magneti schen Schicht, die keine oder eine zu geringe Menge an der genannten aliphatischen Säure enthalten, ergeben ein unnormales Quitschphänomen (Proben Nr. 7 und 8), während diejenigen mit einer magnetischen Schicht, die eine zu große Menge an der aliphatischen Säure enthält, zu Ver schmutzungen führt (Probe Nr. 11). Die Proben mit einer magnetischen Schicht, die keine oder eine zu geringe Menge des Zinksalzes enthält, können das Ausblühen des Schmiermit tels auf die Oberfläche der magnetischen Schicht nicht verhindern, so daß die Leit-Teile verschmutzt werden (Proben Nr. 12 und 13). Wenn die magnetische Schicht eine zu große Menge des Zinksalzes enthält, ist die Laufdauer schlecht und unnormales Quietschen wird verursacht.

Die Proben, die die besten Ergebnisse in Laufdauer und Betriebsdauer, Verhinderung der Verschmutzung und Ver hinderung des unnormalen Quietschen (Proben Nr. 1, 4, 15 und 22) ergaben, wurden demselben Test wie oben beschrie ben unterworfen, jedoch unter Änderung der Bedingungen von 40°C und 80% relativer Feuchtigkeit zu 5°C und 60% relativer Feuchtigkeit. Mit dem magnetischen Aufnahme band im Stillstand wird der magnetische Aufnahmekopf unter Drehen in Berührung gebracht, um ein Reiben beim Still stehen des Bandes zu reproduzieren (to reproduce a still frame). Die Zeit bis eine Anormalität an dem Magnetband (in the still frame) wegen des Abriebs des magnetischen Aufzeichnungsbandes und/oder wegen des Verschmutzens und Festlaufens des magnetischen Aufzeichnungskopfes (nach stehend als "still frame reproducing time" bezeichnet) hervorgerufen wurde, wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargelegt.

Probe Nr.
Still frame reproducing time (in Std.) Zeit bis zur Störung
1
5<
4	5<
15	5<
22	3,5

Im Allgemeinen ist eine Zeit bis zur Störung (the still frame reproducing time) von mehr als etwa 30 Minuten kein Hindernis bei der praktischen Verwendung. Wie aus den obigen Ergebnissen hervorgeht, ergeben die Proben, die n-Butylstearat als aliphatischen Säureester enthalten (Proben Nr. 1, 4 und 15) besonders günstige Resultate.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium enthaltend eine elasti sche Grundschicht und eine magnetische Schicht, die mag netische Pulver und ein Bindemittel darin enthält, da durch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht weiter (A) wenigstens einen Ester von gesättigten aliphatischen Säuren mit 18 Kohlenstoffatomen mit aliphatischen Alkoho len mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, (B) wenigstens eine ge sättigte aliphatische Säure mit 14 bis 18 Kohlenstoffato men und (C) wenigstens ein Zinksalz von gesättigten ali phatischen Säuren mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen enthält, wobei der Gehalt der Komponente (A) 0,5 bis 2,0 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des magnetischen Pulvers in der Magnetschicht, der Gehalt der Komponente (B) ¼ bis 1 Gewichtsteil, pro 1 Gewichtsteil der Komponente (A) und der Gehalt der Komponente (C) ¹/₃ bis 1 Gewichtsteil pro einem Gewichtsteil der kombinierten Mengen der Komponenten (A) und (B) betragen.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) ein C₃-C₆ Alkylstearat, die Komponente (B) Myristinsäure und die Komponente (C) Zinkstearat sind.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) Butyl stearat ist.