DE3032024C2

DE3032024C2 -

Info

Publication number: DE3032024C2
Application number: DE3032024A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ota; Eiji Horigome; Hitoshi Tokio/Tokyo Jp Azegami
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1979-08-29
Filing date: 1980-08-25
Publication date: 1992-02-06
Also published as: DE3032024A1; JPS5634144A; JPS5925283B2; US4305995A

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein mit einer magnetischen Schicht beschichtetes Substrat.

Derartige magnetische Aufzeichnungsmedien, wie z. B. ein Magnetband oder eine flexible Scheibe, sind an sich bekannt. Es ist auch bereits bekannt, der magnetischen Schicht zur Verbesserung der Gleitfähigkeiteigenschaften ein oberflächenaktives Mittel vom Sorbitan-stearattyp einzuverleiben (DE-OS 29 48 140).

Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium wird gewöhnlich dadurch erhalten, daß man eine als Mischung eines Magnetpulvers und eines Bindemittels zusammen mit einem organischen Lösungsmittel vorliegende Magnetpulvermasse auf ein Substrat für ein Band oder eine Platte aufträgt. Bei dem herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedium wird das Magnetpulver durch Reibung zwischen der magnetischen Schicht und dem Tonkopf eines Aufnahmegeräts abgelöst, wobei das Magnetpulver an dem Tonkopf des Aufnahmegeräts haften bleibt und wodurch die Wiedergabeeigenschaften, insbesondere im Hochtonbereich, beeinträchtigt sind. Um diese Nachteile zu überwinden, hat man der Magnetpulvermasse ein Gleitmittel einverleibt, um den Gleiteffekt der Magnetpulvermasse zu erhöhen und die Reibung zwischen der Magnetpulvermembran und dem Aufnahmekopf des Geräts zu verringern. Der durch die Einverleibung des herkömmlichen Gleitmittels bewirkte Gleiteffekt ist jedoch bei tiefer Temperatur unbefriedigenderweise gering. Es hat sich daher als erforderlich erwiesen, diese Eigenschaften bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium zu verbessern, das, wie z. B. ein für Autostereogeräte verwendetes Magnetband, unter drastischen Umgebungsbedingungen, wie bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, eingesetzt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das selbst bei drastischen Umgebungsbedingungen, wie hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, einen glatten Lauf bei in hohem Maße stabilem Zustand gewährleistet und einen hohen Grad an magnetischer Orientierung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die magnetische Schicht ein Magnetpulver, ein wärmehärtbares Bindemittel und drei Arten von Sorbitanhydridmono-, di- und tri-höher-fettsäureester-Tensiden umfaßt, wobei die Mengenverhältnisse der erwähnten Mono-, Di- und Triester in einem Bereich von 1 : 0,2 bis 5 : 0,2 bis 5 liegen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Überraschenderweise erhält man dann, wenn die drei Arten von Fettsäureester-Tensiden in den angegebenen Mengenverhältnissen in der magnetischen Beschichtung vorliegen, einen synergistischen Effekt hinsichtlich der Verbesserung von Laufeigenschaften bei drastischen Umgebungsbedingungen und hinsichtlich dem erzielbaren Grad an magnetischer Orientierung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 Orientierungsgrade und Störraten bei den magnetischen Aufzeichnungsmedien gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 Orientierungsgrade und Störraten bei magnetischen Aufzeichnungsmedien gemäß den Vergleichsbeispielen.

Bei den Sorbitanhydrid-höher-fettsäureester-Tensiden handelt es sich um Ester von Sorbit und höheren Fettsäuren, wie Stearinsäure. Die Anzahl der OH-Gruppen in den Sorbitanhydrid-höher-fettsäure-ester-Tensiden, z. B. Sorbitanhydridstearaten, verringert sich in der Reihenfolge Sobitanhydrid-monostearat, Sorbitanhydrid-distearat und Sorbitanhydrid-tristearat. In der gleichen Reihenfolge verstärken sich die hydrophoben Eigenschaften, während die Dispergierbarkeit des Magnetpulvers in der gleichen Reihenfolge abnimmt. Falls bei der Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums, wie des Magnetbandes, die Sorbitanhydrid-höher-fettsäureester-Tenside, insbesondere die Sorbitanhydridstearate, einem wärmehärtbaren Bindemittel vor dem Wärmehärten zugemischt werden, beobachtet man einen ausgezeichneten Gleiteffekt. Aufgrund dieser Beobachtungen werden drei Arten von Sorbitanhydrid- mono-, -di- und -tri-fettsäureestern, und zwar insbesondere Sorbitanhydrid-monostearat, Sorbitanhydrid-distearat und Sorbitanhydrid-tristearat, kombiniert und der magnetischen Masse vom wärmehärtbaren Bindemitteltyp einverleibt. Unter Verwendung dieser magnetischen Masse wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium hergestellt. Das auf diese Weise erhaltene magnetische Aufzeichnungsmedium kann selbst bei drastischen Umgebungsbedingungen, nämlich bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, unter Aufrechterhaltung eines glatten Laufs bei in hohem Maße stabilem Zustand betrieben werden. Das magnetische Aufzeichnungsmedium weist darüberhinaus einen hohen Grad magnetischer Orientierung auf. Die Verwendung der Sorbitanhydrid- höher-fettsäureester-Tenside wird anhand der drei Arten von Sorbitanhydrid-monostearat, -distearat und -tristearat näher erläutert.

Die Mengenverhältnisse von Sorbitanhydrid-monostearat, Sorbitanhydrid-distearat und Sorbitanhydrid-tristearat liegen in einem Bereich von 1 : 0,2 bis 5 : 0,2 bis 5. Das Verhältnis der Gesamtmengen an Sorbitanhydrid-monostearat, -distearat und -tristearat zu Bindemittel liegt in einem Bereich von 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere in einem Bereich von 2 bis 10 Gew.-%. Das optimale Verhältnis jedes der Tenside Sorbitanhydrid-monostearat, -distearat und -tristearat liegt in einem Bereich von etwa 2 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel.

Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Bindemittel sind wärmehärtbare Bindemittel, die durch Einverleiben eines Vernetzungsmittels, wie eines Polyisocyanats, in ein herkömmliches Bindemittel, wie Polyurethan, Nitrocellulose und Copolymerisate von Vinylchlorid-Vinylacetat und/oder Vinylalkohol, sowie anderer thermoplastischer oder wärmehärtbarer Harze erhalten werden können. Als Magnetpulver können herkömmliche Magnetpulver verwendet werden. Diese Bindemittel und Magnetpulver sind im Detail in früheren Patentanmeldungen beschrieben worden. Die Beschreibung der Bindemittel und der Magnetpulver wird folglich hier nicht wiederholt. Hinsichtlich der Beschreibung der Bindemittel und der Magnetpulver wird auf die folgenden, früheren Patente und Anmeldungen Bezug genommen: US-PS 41 15 290, GB-Patentpublikationen 20 17 117A, 20 21 126A, und die Patentanmeldungen US SN 1 09 032, DE P 30 01 451, GB 80 01 322, NL 8 00 061 und JA 79 937/1979.

Die drei Arten der Sorbitanhydrid-mono-, -di- und -tri- fettsäureester, insbesondere die Stearate, sollten vor der Stufe des Wärmehärtens einverleibt werden. Sie können entweder bei der Herstellung der Harzlösung oder während des Zumischens des Magnetpulvers oder nach der Herstellung der Magnetpulvermasse einverleibt werden. Gewöhnlich werden sie jedoch zusammen mit dem Bindemittel einverleibt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.

Beispiel

Die Grundzusammensetzungen der in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen verwendeten magnetischen Massen sind wie folgt.

Masse A
Gew.-Teile
γ-Fe₂O₃-Pulver (mit adsorbiertem Kobalt)
100
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat (über 10% Vinylalkoholkomponente) (Handelsprodukt)	20
Polyesterharz (Handelsprodukt)	13
Methyläthylketon	100
Methylisobutylketon	100
Toluol	100

Masse B
Gew.-Teile
γ-Fe₂O₃-Pulver (mit adsorbiertem Kobalt)
100
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat (das gleiche wie bei Masse A)	20
Polyurethan (Handelsprodukt)	13
Polyurethan (Handelsprodukt)	10
Methyläthylketon	100
Methylisobutylketon	100
Toluol	100

Masse C
Gew.-Teile
γ-Fe₂O₃-Pulver (mit adsorbiertem Kobalt)
100
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat (Handelsprodukt)	23
Polyurethan (Handelsprodukt)	13
Polyurethan (Handelsprodukt)	10
Methyläthylketon	100
Methylisobutylketon	100
Toluol	100

Masse D
Gew.-Teile
γ-Fe₂O₃-Pulver (mit adsorbiertem Kobalt)
100
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat (über 10% Vinylalkoholkomponente) (wie bei Masse A)	23
Polyester (Handelsprodukt)	10
Methyläthylketon	100
Methylisobutylketon	100
Toluol	100

Jeder der Massen A bis D wird in Verhältnissen, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, jeweils eine Mischung von Sorbitanhydrid-monostearat, Sorbitanhydrid-distearat und Sorbitanhydrid-tristearat einverleibt. Das Gemisch wird in einer Kugelmühle gründlich vermischt, um das Magnetpulver zu dispergieren. Es werden 5 Gew.-Teile eines polyfunktionellen aromatischen Isocyanats als Vernetzungsmittel einverleibt und einheitlich vermischt. Jede der auf diese Weise hergestellten magnetischen Massen wird in einer Dicke von etwa 6 µm (im trockenen Zustand) auf eine Polyäthylenterepthalatfolie mit einer Dicke von 12 µm aufgetragen. Die Oberfläche der magnetischen Schicht wird mit einem Hochglanzkalander nachgearbeitet und anschließend 48 h bei 60°C hitzebehandelt. Das Produkt wird zerschnitten, um jeweils ein Magnetband zu erhalten. In den Tests werden folgende Sorbitanhydrid-mono-, -di- und -tristearate verwendet:

a) Sorbitanhydrid-monostearat:
  Sorbon S-60
  Span 60
  Alasel 60
b) Sorbitanhydrid-distearat:
  Emusol 320
c) Sorbitanhydrid-tristearat
  Span 65.

Fig. 1 zeigt Orientierungsgrade und Störraten (beim Lauf) der in den Beispielen erhaltenen Magnetbändern. Der obere Teil von Fig. 1 zeigt die Störraten beim Lauf der Magnetbänder, die bei einem Autostereogerät während einer Woche unter den Bedingungen von 60°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit auftraten. Der untere Teil von Fig. 1 zeigt Orientierungsgrade der Magnetbänder. Auf der Abszisse sind die Verhältnisse der prozentualen Menge des Mono-, Di- bzw. Tristearat, bezogen auf das Bindemittel, aufgetragen.

Vergleichsbeispiel

Jeder der Massen A bis D wird jeweils eine einzige Art von Sorbitanhydrid-mono-, -di- oder -tristearat mit den in Fig. 2 gezeigten Mengen einverleibt. Mittels des gleichen Verfahrens, wie in dem Beispiel beschrieben, wird jeweils ein Magnetband hergestellt. Bei den Sorbitanhydridstearaten handelt es sich um die gleichen wie bei dem Beispiel. Fig. 2 zeigt die Orientierungsgrade und die Störraten (beim Lauf) der im Vergleichsbeispiel erhaltenen Magnetbänder.

Auf den Fig. 1 und 2 geht eindeutig hervor, daß dann, wenn Mischungen von Sorbitanhydrid-mono-, -di- und -tristearat als Gleitmittel verwendet werden, die Orientierungsgrade bemerkenswert größer und die Störraten beim Lauf bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit bemerkenswert kleiner sind als bei den Magnetbändern, die unter Verwendung von nur einem einzigen Sorbitanhydrid-mono-, -di- oder -tristearat hergestellt wurden. Falls die Verhältnisse an Sorbitanhydrid-mono-, -di- und -tristearat zu Bindemittel jeweils in einem Bereich von etwa 2 bis 3 Gew.-% liegen, verringert sich die Störrate im wesentlichen auf Null und der Orientierungsgrad kann 2,95 erreichen. Man beobachtet also bei der Kombination der drei Arten von Sorbitanhydridmono-, -di- und -tristearat einen ausgezeichneten Einfluß auf die Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums.

In Fig. 2 beziehen sich die Quadrate auf Sorbitanhydridmonostearat, die Kreise auf Sorbitanhydrid-distearat und die Kreuze auf Sorbitanhydrid-tristearat. Auf der Abszisse ist der prozentuale Gehalt an Gleitmittel, bezogen auf das Bindemittel, aufgetragen.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein mit einer magnetischen Schicht beschichtetes Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht ein Magnetpulver, ein wärmehärtbares Bindemittel und drei Arten von Sorbitanhydrid-mono-, -di- und -tri-höher- fettsäureester-Tensiden umfaßt, wobei die Mengenverhältnisse der erwähnten Mono-, Di- und Triester in einem Bereich von 1 : 0,2 bis 5 : 0,2 bis 5 liegen.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Sorbit- anhydrid-mono-, -di- und -tri-höher-fettsäureester-Tenside zu dem Bindemittel größer als 2 Gew.-% ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den genannten Tensiden um drei Arten von Sorbitanhydrid-monostearat, Sorbitanhydrid-distearat und Sorbitanhydrid-tristearat handelt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Bindemittel ein Harz mit Hydroxylgruppen und ein Polyisocyanat als Vernetzungsmittel umfaßt.