DE3100686A1

DE3100686A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3100686A1
Application number: DE19813100686
Authority: DE
Inventors: Kuniharu 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: 1981-11-26
Also published as: JPS5698716A; US4383000A; DE3100686C2

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und insbesondere ein Aufzeichnungsmedium, dessen magnetische Aufzeichnungsschicht besonders für Videobandgeräte geeignet ist.

Es sind in jüngster Zeit Videobandaufzeichnungsgeräte oder -recorder mit großer Aufzeichnungsdauer auf den Markt gekommen. Derartige Aufzeichnungsgeräte besitzen einen Magnetkopf mit sehr engem Spalt, so daß eine hohe Aufzeichnungsdichte auf dem magnetischen Aufzeichnungsband erreicht wird; auf diese Weise wird eine große Belastung oder Bürde für das Magnetband erzeugt.

Andererseits sind Videobandaufzeichnungsgeräte für Hausgebrauch sehr weit in Benutzung gekommen, darunter in zunehmendem Maße miniaturisierte tragbare Videobandgeräte. Das Aufzeichnungsund Wiedergabesystem dieser Geräte ist ein sogenanntes Wendelabtastsystem mit rotierenden Magnetköpfen, die auch ein Standbild

bei Pause und wiedergeben können. Bei dem Wendelabtastsystem wird/dann, wenn ein Standbild aufgezeichnet oder wiedergegeben wird, nur der Magnetkopf gedreht, ohne das Magnetband weiterzuschieben, so daß das Magnetband an der gleichen Stelle wiederholt abgetastet wird. Dabei werden tragbare Videobandgeräte der erwähnten Art oftmals bei relativ hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit oder auch bei sehr niedrigen Temperaturen im Freien benutzt. Unter diesen Umgebungs- oder Klimabedingungen sind bisher bekannte Aufzeichnungsbänder für Standbildwiedergabe oder Langzeitwiedergabe sehr schlecht geeignet. Bei Verwendung von typischen bekannten magnetischen Aufzeichnungsbändern, die durch Auftragen einer magnetischen Paste auf einen Polyesterfilm oder dergleichen entstanden sind, wobei in der magnetischen Paste Magnetpulver, Bindermaterialien, Kohlenstoffruß sowie Schmierstoffe, z.B. Cholesterin-Butyrat, Silikonverbindungen, Graphit und Molybdän-Disulfid enthalten sind, bei einer Langzeitwiedergabe oder einer Standbildwiedergabe bei hohen oder sehr niedrigen Temperaturen entstehen Probleme wie, Ausblühen oder Ausschwitzen des Schmierstoffes, Verstopfen der Kopfspalte und Abschürfungen am Band,

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gekoppelt mit einer weitgehenden Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften.

Es ist ein Ziel der Erfindung, magnetische Aufzeichnungsmedien zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Medien nicht mehr aufweisen und bequem auch unter strengen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen einsetzbar sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, magnetische Aufzeichnungsmedien mit ausgezeichnetem Verschleißwiderstandsverhalten zu schaffen, die glatten Betriebslauf und nur eine geringe Wahrscheinlichkeit von durch Abschleifen erzeugten Defekten . an der Medienoberfläche bei Berührung mit den Magnet-Aufzeichnungsund -wiedergabeköpfen aufweisen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, magnetische Aufzeichnungsmedien zu schaffen, die ausgezeichnetes Standbild-Wiedergabe- und Langzeitwiedergabeverhalten zeigen.

Als weiteres Ziel der Erfindung wird angesehen, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, bei dem eine bestimmte Schmierstoff art als wesentlicher Bestandteil eingesetzt wird.

Diese Ziele werden erreicht mit einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, bei dem an einem Träger eine magnetische Aufzeichnungschicht ausgeformt ist, die aus einem in einem Binder feinverteilten Magnetpulver und einem Schmierstoff besteht und wobei der Schmierstoff mindestens einen Ester einer linearen aliphatische: Säure (Fettsäure) mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und einen Alkohol der allgemeinen Formel (CH₃)₂CH(-CH₂-) OH erhält, wobei η eine natürliche Zahl von 1 bis 5 ist und der Ester in einem Gewichtsanteil von etwa 0,2 bis 2,5 % des Magnetpulvergewichtes enthalten ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, daß dem Schmierstoff zusätzlich zu dem bereits erwähnten Ester ein Ester einer linearen

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aliphatischen Säure (Fettsäure) mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und ein Alkohol der allgemeinen Formel CH₃(-CH₂-) CH₂OH hinzugefügt wird, wobei m eine natürliche Zahl von 2 bis 4 bedeutet.

In diesem Fall werden beide Ester in Gewichtsanteilen zugesetzt, die 0,2 bis 2,5 % des Gewichtes des Magnetpulvers in der Magnetschicht jeweils betragen.

In beiden Fällen können wahlweise andere Arten von Schmierstoffen enthalten sein, vorausgesetzt, daß der ersterwähnte Ester oder eine Kombination der beiden erwähnten Ester im wesentlichen in den genannten Anteilbereichen enthalten sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert, wobei die einzige Figur eine graphische Darstellung der beim schnellen Vorschub in einem Magnetband auftretenden Spannung in Abhängigkeit von dem Schmierstoffgehalt bei unterschiedlichen Aufzeichnungsbandarten zeigt.

Wie bereits erwähnt, beruht die hervorstechende Eigenschaft der Erfindung in der Verwendung eines bestimmten Schmierstoffes in der Magnetschicht des Aufzeichnungsmediums.

Beim praktischen Gebrauch ist es wichtig, daß der Schmierstoff mindestens einen Ester einer linearen aliphatischen Säure oder Fettsäure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und einen Alkohol der allgemeinen Formel (CH₃)₂CH(-CH₂-) OH enthält, wobei η eine natürliche Zahl von 1 bis 5 ist. Die Alkohole dieser Formel enthalten Isobutylalkohol, Isoamylalkohol, Isohexylalkohol, Isoheptylalkohol und Isooctylalkohol. Beispiele für die Fettsäuren sind Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure und ein Gemisch aus diesen Säuren. Vorzugsweise wird Stearinsäure verwendet. Allgemein ist ja in der handelsüblichen Stearinsäure ein Anteil von 10 bis 35 % Palmitinsäure und Myristinsäure enthalten, und derartige handelsübliche Stearinsäure kann gleicherweise bevorzugt

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eingesetzt werden. Typische Beispiele für die verwendeten Ester sind Isobutyl-Stearat, Isoamyl-Stearat, Isohexyl-Stearat, Isoheptyl-Stearat, Isooctyl-Stearat und dergleichen. Diese Ester können jeweils einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Die Ester werden in Gewichtsanteilen von 0,2 bis 2,5% des Magnetpulvergewichts verwendet. Geringere Anteile ergeben keine bedeutenden Schinierwirkungen und größere Anteile führen zu einem Ausschwitzen oder Ausblühen des Schmierstoffes. Vorzugsweise wird ein Gewichtsanteil von etwa 1 bis 1,5 % des Magnetpulvergewichtes verwendet.

Das magnetische Aufzeichnungsmedium unter Verwendung der erwähnten Ester zeigt eine ausgezeichnete Standbild-Wiedergabeeigenschaft bei niedrigen wie auch hohen Temperaturen und ein ausgezeichnetes Laufverhalten. Es ist dabei zu erwähnen, daß Ester von anderen aliphatischen Säuren und Alkoholen als den genannten unterlegene Eigenschaften bei der Standbildwiedergabe bei hohen und niedrigen Temperaturen, bei hohen und niedrigen Zugspannungen und dergleichen aufweisen, wie es in den Ausführungs- und Vergleichsbeispielen nachfolgend näher gezeigt wird. Es wird vermutet, daß das von den unterschiedlichen Arten der Alkyl-Gruppen des verwendeten Alkohols und der Art und Lage der an der Alkyl-Gruppe angefügten Seitenkette herrührt.

Die magnetische Aufzeichnungsschicht kann noch weiter dadurch verbessert werden, daß zusätzlich zu dem erwähnten Ester ein Ester einer aliphatischen Säure (Fettsäure) mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und einem Alkohol einer anderen Art hinzugefügt wird, welcher durch die Formel CH₃(-CH₂-)_mCH₂OH repräsentiert wird, wobei m eine natürliche Zahl von 2 bis 4 ist. Die verwendeten aliphatischen Säuren sind die eben erwähnten.

Das bedeutet, daß n-Butyl-Stearat, n-Heptyl-Stearat und n-Hexyl-Stearat vorzugsweise in Kombination mit dem zuerst erwähnten Ester eingesetzt werden. Diese Ester sind jedoch nicht gleich

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wirksam, wenn sie allein verwendet werden, und sollten deswegen nur in Kombination mit dem bereits erwähnten Estern eingesetzt werden. Auch diese Ester werden in einem Gewichtsanteil von etwa 0,2 bis 2,5 % vom Magnetpulvergewicht eingesetzt.

Der bei der praktischen Ausführung der Erfindung verwendete Schmierstoff kann wahlweise auch andere Schmierstoffarten enthalten, vorausgesetzt, daß mindestens die ersterwähnten Ester in dem genannten Bereich enthalten sind. Als Beispiele anderer Schmierstoffe können öle und Fette, Silikonverbindungen und dergleichen genannt werden. Diese Schmierstoffe werden allgemein im Bereich von unter 1 Gewichtsprozent des Magnetpulvergewichts eingesetzt.

Die Magnetpulver und Binder in den erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien können die üblicherweise verwendeten sein. Beispielsweise können Magnetpulver Fe, Fe-Co, γ-Fe₃O₃, Co-Jf-Fe-O₃, Co-Fe₃O- und dergleichen enthalten. Bevorzugt verwendete Binder sind Zweikomponentenbinder einschließlich Polyisocyanat und Vinylchlorid-Vinylalkohol-Kopolymer, Polyurethanelastomer, Polyester, Polyol, Phenolharz (phenoxy resin) und dergleichen.

Das für die Erfindung eingesetzte magnetische Aufzeichnungsmedium mit den genannten Schmierstoffen kann durch ein bekanntes Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden Magnetpulver, Binder und Schmierstoff in einem organischen Lösungsmittel gemischt und die dadurch erzeugte Magnetpaste wird auf einem Träger wie einen Polyesterfilm oder eine Polyesterschicht aufgetragen, getrocknet und kalandriert, um so das magnetische Aufzeichnungsmedium zu erzeugen.

Zur Verdeutlichung der Erfindung werden nachfolgend Ausführungsbeispiele beschrieben, die jedoch den Umfang der Erfindung nicht begrenzen sollen.

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Beispiel 1

100 Gewichtsteile }f -Fe₂O₃ mit Co-Anteil, 20 Gewichtsteile Vinylchlorid-Vinylalkohol-Kopolymer und Polyurethan-Elastomer, 1 Gewichtsteil Lezithin, 1 Gewichtsteil 2-Äthylhexylsäure-Phosphat, 5 Gewichtsteile Kohlenstoffruß, 300 Gewichtsteile Lösungsmittelgemisch aus Toluol, Methyläthylketon und Methylisobutylketon und weniger als 3 Gewichtsteile Isobutylstearat als Schmierstoff werden in einer Sandmühle etwa 20 Stunden gemischt, und es werden zusätzlich 5 Gewichtsteile Polyisocyanat zugegeben, um eine Magnetpaste zu erhalten. Die Magnetpaste wird auf einen Polyesterfilm von 14,5 ,um Stärke aufgetragen, getrocknet und oberflächen-kalandriert. Der kalandrierte Film wird etwa 24 Stunden bei einer Temperatur von 60 C gehalten, um eine Aushärtung zu erreichen, danach wird der Film in Streifen von etwa 12,7 mm (1/2 inch) geschnitten, um ein Magnetband für Videobandgeräte zu erzeugen.

Beispiel 2

Es wurde entsprechend Beispiel 1 verfahren, jedoch statt Isobutylstearat ein Isoamylstearat (C₁₇H₃₅COO-(CH₂)₂CH(CH₃)₂) verwendet .

Beispiel 3

Es wurde entsprechend Beispiel 1 verfahren, jedoch statt Isobutylstearat ein Isohexylstearat (C₁₇H₃₅COO-(CH₂J₃CH(CH₃)₂) verwendet.

Beispiele 4 bis 9;

Es wurde gleichfalls nach Beispiel 1 verfahren, jedoch wurden statt Isobutylstearat verwendet:

Beispiel 4

Isoheptylstearat (C₁₇H₃₅COO(CH₂)₄CH(CH₃)₂)

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Beispiel 5

Isooctylstearat (C₁₇H₃₅COO(CH₂)₅CH(CH₃)₂)

Beispiel 6

Eine Kombination von Isoamylstearat und Isoamylpalmitat in gleichen Anteilen,

Beispiel 7

Eine Kombination von Isoheptylstearat und Isoheptylpalmitat in gleichen Anteilen,

Beispiel 8

Eine Kombination von Isoamylstearat und n-Butylstearat (C₁₇H₃₅COO-CH₂(CH₂)₂CH) in gleichen Anteilen und

Beispiel 9

Eine Kombination von Isoamylstearat und n-Hexylstearat (C₁₇H₃₅COO-CH₂(CH₂)4CH₃).

Vergleichsbeispiele 1 bis

Es wurde nach Beispiel 1 verfahren, jedoch wurde statt Isobutylstearat verwendet:

Vergleichsbeispiel 1 Isopropylstearat, Vergleichsbeispiel 2 Isononylstearat,

Vergleichsbeispiel 3 n-Propylstearat,

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Vergleichsbeispiel 4 n-Butylstearat,

Vergleichsbeispiel 5 η-AmyIstearat,

Vergleichsbeispiel 6 n-Hexylstearat,

Vergleichsbeispiel 7 n-Heptylstearat,

Vergleichsbeispiel 8 sec-Butylstearat,

Vergleichsbeispiel 9 2-Methyl-Butyl-Stearat,

Vergleichsbeispiel 2-Methylhexylstearat, und

Vergleichsbeispiel 1 1 2-Äthylhexylstearat.

Die Magnetbänder, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellt wurden, wurden jeweils mit einem magnetischen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät benutzt, um die Laufeigenschaften oder das Laufverhalten bei schnellem Bandvorschub zu prüfen, um die Bildqualität und die auftretenden Schleifschaden an der Bandfläche nach einiger Dauer von Standbildwiedergabe in einem Temperaturbereich von -1O°C bis +4O°C zu überprüfen (von nun an als Verschleißfestigkeitstest A bezeichnet) und um die Bildqualität und die auftretenden Schleifschäden an der Bandfläche beim Halten

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des Magnetbandes im Pausenzustand, in dem die gleiche Aufzeichnungsspur wiederholt 10 Minuten bei Raumtemperatur abgetastet wurde, zu prüfen und in dem dann ein Standbild wiedergegeben wurde, um dieses auf der gleichen Aufzeichnungsspur wiederholt 10 Minuten lang zu prüfen (von nun an als Verschleißfestigkeitstest B bezeichnet).

Die Ergebnisse sind in nachstehender Tafel zusammengefaßt, wobei das Laufverhalten und das Ergebnis der Verschleißfestigkeitstests A und B in folgender Weise gegliedert sind:

Laufverhalten:

2 Zufriedenstellend

3 Schlecht

4 Sehr schlecht.

Verschleißwiderstandstests A und B

1 Kein Schaden

2 Kein Schaden, jedoch leichter Abrieb durch Magnetkopf

3 Geringer Schaden

4 Ziemlicher Schaden

5 Beträchtlicher Schaden.

Insgesamt können mit 1 oder 2 bewertete Bänder als brauchbar bezeichnet werden, jedoch sind mit 3, 4 oder 5 bezeichnete Bänder nicht zur Verwendung geeignet.

Beim Test A wurde eine Standbildwiedergabe zwei Stunden lang fortgesetzt, falls nicht andere Zeitangaben in Klammern hinzugefügt wurden. So bedeutet eine Angabe (100 min), daß eine Bewertung nach Standbildwiedergabe von 100 Minuten Dauer vorgenommen wurde.

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Lauf- Test A verhalten -1O°C 5⁰C	1	2	1	2O⁰C	40⁰C	Test B
Beispiel 1	1	2	1	1	3	2
2	1	2	1	1	2	2
3	1	2	1	1	2	2
4	1	3	1	1	2	2
5	1	2	1	1	2	2
6	1	2	1	1	2	2
7	1	2	1	1	2	2
. 8	1	2	1	1	2	1
9	2 1	3 4	2 2	1	2	1 i
Vergleichs- -j. beispiel 2	2	4(100 min)	2	1 1	5(100 2	min) 2 2
3	1	5(100 min)	3	1	2	2
4	1	5(80 min)	4	1	2	1
5	2	5(50 min)	4	2	3	1
6	2	5(10 min)	4	2	■ 3	1
7	3	4(60 min)	3	2	3	1
8	3	4(20 min)	3	1	3	3
9	3	4 (30 min)	3	1	3	3
10	4	4 (30 min)	2	1	4	4
11	1	4	3

Bemerkung: Es war jeweils Schmierstoff mit einem Anteil von 1 % des Magnetpulvergewichts hinzugefügt.

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Aus diesen Ergebnissen ersieht man, daß die Verwendung von Stearinsäureestern alleine oder in Kombination mit Estern anderer aliphatischen Säuren zusammen mit Alkoholen der allgemeinen Formel (CH₃J₂CH(CH₂) OH, wobei η eine natürliche Zahl von 1 bis 5 bedeutet, als Schmierstoff für das magnetische Aufzeichnungsband sich bei der Standbildwiedergabe bei hohen und tiefen Temperaturen als sehr wirksam erweist. Insbesondere ergeben die erfindungsgemäßen Schmierstoffe bei niedrigen Temperaturen weit bessere Ergebnisse als die bei den Vergleichsbeispielen verwendeten Schmierstoffe.

Obwohl gleichartige Stearate sowohl bei den Beispielen als auch bei den Vergleichsbeispielen Verwendung fanden, unterscheiden sich die Ergebnisse vollständig voneinander. Wie bereits dargestellt, wird angenommen, daß diese Unterschiede von den unterschiedlichen Alkylgruppen der Alkohole und von der Art und Stellung der Seitenkette herrühren.

Es zeigt sich weiterhin, daß der Zusatz von Stearinsäureestern von Alkoholen der allgemeinen Formel CH₃(H₂) CH₂OH, wobei η eine natürliche Zahl von 2 bis 4 bedeutet, sehr wirksam die Bildqualität verbessert und das Entstehen von Schäden bei den Abschleifversuchen bei wiederholter Standbildwiedergabe herabsetzt. Zusätzlich zeigen die Ergebnisse mit den Beispielen 6 und 7,daß die Ester-Schmierstoffe, die hier Verwendung finden, nämlich Isoamylstearat und Isoamylpalmitat bzw. Isoheptylstearat und Isoheptylpalmitat für sich gleich gut einsetzbar sind, ohne eine Verschlechterung der charakteristischen Eigenschaften hervorzurufen.

Die in den angegebenen Beispielen erzeugten Aufzeichnungsmedien der erfindungsgemäßen Art zeigten kein Verstopfen der Tonkopfspalte und auch kein Ausblühen der Schmierstoffe.

Daraufhin wurden die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erwähnten Magnetbänder einer Messung der Vorschubspannung unterworfen,

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Die oifciindungsgemäßen Magnetbänder zeigten eine gleichartige Tendenz und ergaben ausgezeichnete Schmiereigenschaften. In der Zeichnung ist die Abhängigkeit der Vorschubspannung vom Schmierstoffanteil (in Gewichtsprozent des Magnetpulvergewichtes) bei mehreren Bändern dargestellt, und zwar bedeutet Kurve 1 ein Magnetband nach Beispiel 2, Kurve 2 ein Magnetband nach Beispiel 8 und Kurve 3 ein Magnetband nach Vergleichsbeispiel 4.

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Claims

- Patentansprüche -

Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem Träger und einer darauf ausgebildeten magnetischen Aufze'ichnungsschicht, die ein in einem Binder verteiltes magnetisches Pulver und einen Schmierstoff umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß der Schmierstoff mindestens einen Ester einer aliphatischen Säure mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und einen Alkohol der allgemeinen Formel (CH₃J₂CH(-CH₂) _n-0H umfaßt, wobei η eine natürliche Zahl von 1 bis 5 ist, und daß der Ester in einem Gewichtsanteil von etwa 0,2 bis 2,5 %, bezogen auf das Gewicht des Magnetpulvers, zugefügt ist.

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2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die aliphatische Säure Stearinsäure ist.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die aliphatische Säure ein Gemisch aus Stearinsäure, Myristinsäure und Palmitinsäure ist.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Schmierstoff weiterhin ein Ester einer aliphatischen Säure und ein Alkohol der allgemeinen Formel CH₃-(CH₂)_m-CH₂OH enthalten ist, wobei m eine natürliche Zahl von 2 bis 4 ist.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die aliphatische Säure Stearinsäure oder ein Gemisch aus Stearinsäure, Myristinsäure und Palmitinsäure ist.
6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Ester in einem Gewichtsanteil von etwa 0,2 bis 2,5 %, bezogen auf das Gewicht des Magnetpulvers, enthalten ist.

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