DE3100684A1

DE3100684A1 - Magnetaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3100684A1
Application number: DE19813100684
Authority: DE
Inventors: Kunihara Kanagawa Yokohama Fujiki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1981-01-12
Publication date: 1981-12-17
Also published as: US4383001A; JPS5698717A; DE3100684C2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Magnetaufzeichnungsmedien und hierbei insbesondere auf eine Verbesserung der magnetischen Aufzeichnungsschicht solcher Medien, wie sie bei Video-Bandaufzeichnungsgeräten zum Einsatz kommen.

In den letzten Jahren sind Video-Bandaufzeichnungsgeräte des Langzeit-Aufzeichnungstyps auf den Markt gekommen. Kennzeichnend für diesen Typ von Aufzeichnungsgeräten sind die geringen Abmessungen des Magnetkopfes, die zu einer hohen Aufzeichnungsdichte auf den Magnetbändern führt, was wiederum das Aufbringen einer großen Ladung auf das Magnetband bewirkt.

Andererseits finden nun auch noch Heimvideo-Bandaufzeichnungsgeräte in größerem Maße Verwendung, und kleinere, tragbare Video-Bandaufzeichnungsgeräte nehmen zahlenmäßig zu. Das Aufnahme- und Wiedergabesystem dieser Geräte ist ein sogenanntes Wendelabtastsystem, das rotierende Magnetköpfe benutzt. Dieses System ermöglicht die Wiedergabe von Standbildern. Beim Wendelantriebssystem darf im Falle eines während der Aufnahme zur Wirkung kommenden Pausenmechanismus oder im Falle einer Standbildwiedergabe allein der Magnetkopf, ohne Betätigung des Bandvorschubs, in Rotation versetzt werden, so daß das Magnetband wiederholt an derselben Stelle abgetastet wird. Das tragbare Video-Bandaufzeichnungsgerät des eben erwähnten Typs wird oft bei hohen Temperaturen und hohen Feuchtigkeitseinflüssen oder bei sehr niedrigen Temperaturen im Freien eingesetzt. Bekannte Magnetaufzeichnungsbänder sind unter diesen Umwelt- oder klimatischen Bedingungen für solche Anwendungszwecke wie Standbild- oder Langzeitwiedergabe relativ ungeeignet. Werden z.B. typische bekannte Magnetaufzeichnungsbänder für Video-Bandaufzeichnungsgeräte, die derart zusammengesetzt sind, daß auf einen etwa aus einem Polyesterfilm oder ähnlichem bestehenden Träger magnetische Aufstriche aufgebracht werden, die Magnetpulver, Bindemittel, Kohlenstoffruß und Gleitmittel wie Cholesterin-

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Butyrat, Silikon, Graphit und Molybdändisulfid enthalten, unter Bedingungen hoher oder niedriger Temperaturen den Beanspruchungen einer Langzeit- oder Standbildwiedergabe ausgesetzt, so treten Schwierigkeiten wie Ausblühen und Ausschwitzen des verwendeten Gleitmittels, Verklumpung des Kopfes sowie Bandabriebserscheinungen verbunden mit relativ schlechten magnetischen Eigenschaften in Erscheinung.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, insbesondere für Video-Bandaufzeichnungsgeräte Magnetaufzeichnungsmedien bereitzustellen, die die Nachteile des bekannten Medientyps überwinden und selbst unter extremen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen problemlos eingesetzt werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, magnetische Aufzeichnungsmedien bereitzustellen, die besondere Verschleißfestigkeit aufweisen und somit einen reibungsarmen Bandvorschub während des Betriebs ermöglichen und die Wahrscheinlichkeit von Abriebdefekten an der Medienoberfläche während des Kontaktes mit den magnetischen Aufnahme- und Wiedergabeköpfen herabsetzen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es zu gewährleisten, daß die magnetischen Aufzeichnungsmedien besondere Standbildwiedergabe- und Langzeitwiedergabeeigenschaften aufzeigen.

Ein weiteres Anliegen dieser Erfindung ist die Bereitstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien, für die als wesentlicher Bestandteil ein besonderes Gleitmittel verwendet wird.

Die obengenannten Ziele können mittels eines magnetischen Mediums erreicht werden, das aus einem Träger und einer auf dem Träger ausgebildeten Magnetaufzeichnungsschicht besteht,

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die sich wiederum aus in einem Bindemittel dispergiertem Magnetpulver und aus einem Gleitmittel mit wenigstens einem Ester einer linearen Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und eines Alkohols mit der allgemeinen Formel

CHCH-OH ,

worin R und R¹ jeweils eine selbständige lineare Alkylgruppe mit 5-10 Kohlenstoffatomen ist, zusammensetzt, wobei der in der Zusammensetzung enthaltene Ester etwa 0,2 bis 2,5 % des Gewichts des Magnetpulvers ausmacht.

Bevorzugt soll das Gleitmittel zusätzlich zu dem Ester des eben erwähnten Typs ferner einen Ester einer linearen Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und eines linearen oder verzweigten einwertigen Alkohols mit 4-8 Kohlenstoffatomen enthalten.

In beiden Fällen kann auch ein anderer Typ von Gleitmitteln in der Gleitmittelzusammensetzung,enthalten sein, vorausgesetzt, daß der ersterwähnte Ester oder eine Kombination aus dem erst- und dem zweiterwähnten Ester als wesentlicher Bestandteil auftritt.

Als einzige Abbildung ist ein Diagramm beigefügt, das die auf ein Magnetaufzeichnungsband während des schnellen Bandvorschubs ausgeübte Spannuna in Abhängigkeit von der verwendeten Gleitmittelmenge (Gew.-%) darstellt.

Wie aus den bisherigen Erläuterungen entnommen werden kann, liegt ein hervorragendes Merkmal dieser Erfindung im Einsatz eines in die Magnetschicht des Mediums eingebrachten Gleitmittels besonderer Art.

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Wesentlich für die praktische Anwendung der Erfindung ist, daß das Gleitmittel mindestens einen Ester einer linearen Fettsäure mit 14-18 Kohlenstoffatomen und eines Alkohols der allgemeinen Formel

^,CHCH₂OH ,
R¹/

worin R und R¹ jeweils eine selbständige lineare Alkylgruppe mit 5-10 Kohlenstoffatomen ist, enthält. Die lineare Fettsäure mit 14 - 18 Kohlenstoffatomen ist gewöhnlich Stearinsäure. Daneben können jedoch auch andere Säuren wie z.B. Myristicinsäure und Palmitinsäure verwendet werden. Im allgemeinen enthält die im Handel beziehbare Stearinsäure 10 bis 35 % Palmitinsäure und Myristicinsäure, und Stearinsäure dieser Art als auch reine Stearinsäure werden für die praktische Anwendung der Erfindung bevorzugt verwendet. Typische Beisniele des Alkohols der oben angezeigten allgemeinen Formel sind 2-Pentylnonylalkohol, 2-Hexyldecylalkohol, 2-Heptylundecylalkohol, 2-Octyldodecylalkohol und ähnliche Verbindungen.

Die aus der linearen Fettsäure und diesen Alkoholen hervorgegangenen Ester können einzeln oder kombiniert verwendet werden. Die Menge dieser Ester ist gewöhnlich so bemessen, daß sie etwa 0,2 bis 2,5 % des Gewichts des Magnetpulvers ausmacht, denn geringere Mengen entwickeln keinerlei signifikante Wirkung und größere Mengen sind infolge der Tatsache unerwünscht, daß die Ausschwitzung des Gleitmittels, in einem allerdings nur geringfügigen Ausmaße, dann in Erscheinung tritt, wenn die Menge etwa 3 Gew.-% erreicht.Zu bevorzugen ist eine Menge im Bereich von etwa 1 - 1,5 % des Gewichts des Magnetpulvers.

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I .... — 8 -

Magnetaufzeichnungsmedien mit diesen Estern weisen hervorragende Standbildwiedergabeeigenschaften bei niedrigen und bei hohen Temperaturen und ebenfalls hervorragende Laufeigenschaften auf.

Diese Eigenschaften und Leistungen können nun dadurch noch verbessert werden, daß in die Magnetaufzeichnungsschicht ein weiterer Estertyp einer linearen Fettsäure mit 14 - 18 Kohlenstoffatomen und eines linearen oder verzweigten einwertigen Alkohols mit 4-8 Kohlenstoffatomen eingebracht wird. Di_e linearen einwertigen Alkohole sind jene Alkohole, die mit der allgemeinen Formel CH₃-(CH₂) -OH (n: ganze Zahl von 3 bis 7) bezeichnet werden und zu denen z.B. n-Butylalkohol, n-Amylalkohol, n-Hexylalkohol, n-Heptylalkohol und n-Octylalkohol gehören. Die verzweigten einwertigen Alkohole sind jene Alkohole, die mit der allgemeinen Formel (CHo)₂CH-(CH₂),.-(m: ganze Zahl von 1 bis 5) bezeichnet werden und zu denen Isobutylalkohol, Isoamylalkohol, Isohexylalkohol, Isoheptylalkohol und Isooctylalkohol gehören. Die Ester dieser verzweigten Alkohole werden bevorzugt in Verbindung mit jenen der linearen Alkohole verwendet. Die lineare Fettsäure ist vorzugsweise Stearinsäure oder die bereits zuvor erwähnte Handels-Stearinsäure. Diese Ester werden in Mengen von 0,2 bis 2,5 % des Gewichts des Magnetpulvers verwendet.

Das für die praktische Anwendung der Erfindung eingesetzte Gleitmittel kann nach Wunsch auch Gleitmittel anderen Typs enthalten, vorausgesetzt, daß zumindest auch der ersterwähnte Ester mit der festgelegten Menge enthalten ist. Zu den Beispielen für andersartige Gleitmittel gehören öle, Fette, Silikone und ähnliche Verbindungen, und sie werden gewöhnlich, bezogen auf das Gewicht des Magnetpulvers, in Mengen von 1 % oder weniger verwendet.

Für die im Sinne der Erfindung brauchbaren Magnetpulver und Bindemittel kann jedes der herkömmlichen Magnetpulver und

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Bindemittel verwendet werden. Z.B. sind für die Magnetpulver Fe, Fe-Co, K-Fe₃O₃, Co-V-Fe₃O₃, Co-Fe₃O₄ und ähnliche Verbindungen zu nennen. Bevorzugte Bindemittel sind Zweikomponentensysteme, zu denen Polyisocyanate und Polyvinylchlorid-Vinylalkohol-Copolymer, aus Polyurethan bestehende Elastomere, Polyester, Polyol, Phenoxyharz und ähnliche Verbindungen zählen.

Das Magnetaufzeichnungsmedium kann nach jeder bekannten Technik hergestellt werden. Z.B. werden zur Erstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums Magnetpulver, Binde- und Gleitmittel in organischen Lösungen gemixt und der resultierende Aufstrich auf einem etwa aus einem Polyesterfilm oder einer Polyesterfolie bestehenden Träger aufgetragen. Anschließend folgt ein Trocknungs- und KalandrierungsVorgang, um schließlich das gewünschte Magnetaufzeichnungsmedium zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen anhand der folgenden Beispiele beschrieben, die nun nicht als Einschränkung der Erfindung ausgelegt werden sollten.

Beispiel 1

100 Gewichtsteile von Co-enthaltendem K-Fe₉O.,, 20 Gewichtsteile einer Mischung von Vinylchlorid-Vinylalkohol-Copolymer und einen aus Polyurethan bestehendem Elastomer, 1 Gewichtsteil Lezithin, 1 Gewichtsteil 2-Äthylhexylsäureohosphat, 5 Gewichtsteile Kohlenstoff ruß, 300 Gewichtsteile eines Lösungsmittelgemisches von Toluol Methyläthylketon und Methylisobutylketon und weniger als 3 Gewichtsteile 2-Pentylnonylstearat (C-ItH₃₅ COOCH₂ CH(C₅H₁₁)C₇H₁₅) als Gleitmittel wurden, um den magnetischen Aufstrich zu erhalten, in einer Sandmühle für etwa 20 Stunden vermischt, wozu ferner noch 5 Gewichtsteile Polyisocyanat hinzukam. Der Aufstrich wurde auf einen etwa 14,5 im dicken Polyester film aufgebracht, getrocknet und oberflächenkalandriert. Der auf diese Weise kalandrierte Film wurde für 24 Stunden einer Temperatur von etwa 6O⁰C ausgesetzt, um so einen Härtungsprozeß in Gang zu

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12,7 mm setzen. Danach wurde der Film auf eine Breite von etwa/1/2 inch zurechtgeschnitten, um so ein Magnetband für Video-Bandaufzeichnungsgeräte zu erhalten.

Beispiele 2 bis 8

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei man 2-Pentylnonylstearat durch 2-Hexyldecylstearat (C₁₇H₃₅COOCH₂CH (C₆H₁₃)CgH₁₇), (Beispiel 2), 2-Pentylundecylstearat (C₁₇H₃₅COOCH₂CH(C₇H₁₅)C₉H₁₉), (Beispiel 3), 2-Octyldodecylstearat (C₁₇H₃₅COOCH₂CH(C₈H₁₇)C₁₀H₂₁) (Beispiel 4), eine Mischung von 2-Pentylnonylstearat und 2-Pentyl nonylpaImitat gleicher Menge (Beispiel 5) , eine Mischung von 2-Hexyldecylstearat und n-Butylstearat (C₁₇H₃₅COOCH₂-(CH₂)₂-CH„) gleicher Menge (Beispiel 6), eine Mischung von 2-Hexyldecylstearat und Isoamylstearat (C₁₇H₃₅COO(CH₂)₂CH(CH₃)₂ gleicher Menge (Beispiel 7), und eine Mischung von 2-Hexyldecylstearat, n-Butylstearat und Isoamylstearat mit einem auf das Gewicht bezogenen Mischungsverhältnis von 4:3:3 (Beispiel 8), ersetzte, um so die jeweiligen Bänder zu erhalten.

Vergleichsbeispiele 1 bis 4

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei man 2-Pentylnonylstearat durch 2-Methylhexylstearat (Vgl.—Beispiel 1), 2-Äthylhexylstearat (Vgl.-Beispiel 2), n-Butylstearat (Vgl.-Beispiel 3) und Isoamylstearat (^vgl.—Beispiel 4) ersetzte und dadurch die jeweiligen Magnetbänder erhielt.

Jedes dieser in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erstellten Magnetbänder wurde in ein Magnetaufzeichnungs- und Wiedergabegerät eingesetzt, um die Bildqualität und das Ausmaß der Abriebschäden auf der Bandoberfläche während einer bei Temperaturen 7/on -10 C bis 40 C über 2 Stunden durchgeführten Standbildwiedergabe (hierauf wird nachfolgend als Verschleißfestigkeitstest A Bezug genommen) sowie während der Zeit, in der ein Magnetband-Testabschnitt deiner Pausenposition gehalten wurde, in der dieselbe Aufnahmespur wie-

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derholt für 10 Minuten abgetastet und dann ein Standbild wiedergegeben wurde, um das Standbild zu beobachten (hierauf wird nachfolgend als Verschleißfestigkeitstest B Bezug genommen), zu testen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle aufgezeigt. Es soll angeführt werden, daß die Verschleißfestigkeitstest A und B wie folgt ausgewertet wurden:

1 ... Kein Defekt 2 ... Kein Defekt, jedoch geringfügige Abrieberscheinungen, verursacht durch den Magnetkopf 3 ... Geringfügiger Defekt 4 ... Mäßiger Defekt 5 ... Beträchtlicher Defekt.

Fasst man zusammen, so sind die mit 1 oder 2 bewerteten Bänder für den Einsatz brauchbar, jedoch jene mit 3, 4 oder bewerteten unbrauchbar.

TABELLE

	3	-1O°C	5	Test A	40⁰C	Test B
	4	3	1	⁰C 20⁰C	2
Beispiel 1		3	2	1	1	1
2	3	2	1	1	1
3	3	2	1	1	1
4	3	2	1	1	1
5	2	1	1	1	1
6	1	1	1	1	1
7	2	1	1	1	1
8	4	3	1	4	1
Vergleichs-ι	4	2	1	4	4
.beispiel	5	3	1	2	3
2	1	1	2	1
	1	2

Anmerkung: Die Menge jedes Gleitmittels beträgt 1 % des Gewichts des Magnetpulvers.

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Aus diesen Ergebnissen läßt sich ableiten, daß der Einsatz von Estern der linearen Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoff atomen und den Alkoholen der allgemeinen Formel

(in welcher R und R¹ je eine lineare Alkylgruppe mit 5-10 Kohlenstoffatomen ist) als Gleitmittel für die Standbildwiedergabe bei hohen und niedrigen Temperaturen sehr wirksam ist.

Außerdem werden die Verschleißfestigkeit und die Standbildwiedergabe unter Bedingungen hoher und niedriger Temperatur weiter verbessert, wenn diese Ester in Verbindung mit einem Ester einer linearen Fettsäure mit 14 - 18 Kohlenstoffatomen und eines linearen oder verzweigten Alkohols mit 4-8 Kohlenstoffatomen, insbesondere eines linearen Alkohols oder einer Mischung aus dem linearen und einem verzweigten Alkohol verwendet werden (siehe Beispiel 6-8).

Ferner wurde festgestellt, daß unter

den Bedingungen, daß jedes Band, um die Laufeigenschaften zu testen, im Aufzeichnungs- und Wiedergabesysten der ^etriebs-

die Bänder der Erfindung art des schnellen Bandvorschubs ausgesetzt war,/weit oesser abschnitten.

Ähnliche Ergebnisse wurden auch für andere Magnetpulver und Bindemittel erzielt, was zeigt, daß die ausgezeichneten Eigenschaften der Magnetbänder der Erfindung auf die Wirkung der Gleitmittel der erfindungsgemäßen Art zurückzuführen sind.

Dann wurden die Magnetbänder der vorliegenden Erfindung einer Spannungsmessung während des Bandvorsrrhubs ausgesetzt, um ihr Gleitverhalten festzustellen. In der / wild die Spannung eines typischen Magnetbandes aus Beispiel 1 in Abhängigkeit von

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(Gew.-%)
der Menge des Gleitmittels/dargestellt, woraus zu entnehmen ist, daß eine Gleitmittelmenge von etwa 0,2 bis 2,5 % des Magnetpulvers ebenfalls die oben angeführten Eigenschaften aufweist. Ähnliche Ergebnisse wurden auch erzielt, indem die in den anderen Beispielen erstellten Magnetbänder einer solchen Messung unterzogen wurden.

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Claims

Patentansprüche:

Ί .) Magnetauf zeichnungsmedium, bestehend aus einem Träger und einer auf diesem Träger ausgebildeten Magnetaufzeichnungsschicht, die ein in einem Bindemittel dispergiertes Magnetpulver und ein Gleitmittel enthält, dadurch gekennzeichnet , daß dieses Gleitmittel mindestens einen Ester einer linearen Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und eines Alkohols der allgemeinen Formel

R'

CHCH₂OH

enthält, wobei R und R¹ jeweils eine selbständige lineare Alkylgruppe mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen ist und der Mengenanteil des Esters etwa 0,2 bis 2,5 % des Gewichts des Magnetpulvers ausmacht.

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2. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fettsäure Stearinsäure ist.
3. Magnetaufzeichnungsraedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Fettsäure eine Mischung aus Stearinsäure, Palmitinsäure und Myristicinsäure ist.
4. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gleitmittel weiter einen Ester einer linearen Säure mit 14 bis Kohlenstoffatomen und eines linearen oder verzweigten einwertigen Alkohols mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält.
5. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die lineare
Säure Stearinsäure ist.
6. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der einwertige
Alkohol ein Alkohol ist, der sich durch die allgemeine Formel

CH₃-(CH₂)_n-OH
(n: ganze Zahl von 3-7) ausdrücken läßt.
7. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der einwertige
Alkohol ein Alkohol ist, der sich durch die allgemeine Formel (CH₃J₂CH-(CH₂)_m-OH (m: ganze Zahl von 1-5) ausdrücken läßt.

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8. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Ester eine Mischung

aus Stearaten eines Alkohols der allgemeinen Formel
CH,-(CH₉) -OH (n: ganze Zahl von 3-7) und eines Aikohols der allgemeinen Formel (CH₃J-CH-(CH₂) -OH (m: ganze Zahl von 1-5) ist.
9. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gleitmittel enthaltene Menge des Esters etwa 0,2 bis 2,5 % des Gewichts des Magnetpulvers ausmacht.