DE3123831A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium - Google Patents

Magnetisches aufzeichnungsmedium

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DE3123831A1
DE3123831A1 DE19813123831 DE3123831A DE3123831A1 DE 3123831 A1 DE3123831 A1 DE 3123831A1 DE 19813123831 DE19813123831 DE 19813123831 DE 3123831 A DE3123831 A DE 3123831A DE 3123831 A1 DE3123831 A1 DE 3123831A1
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powder
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Akihiko Hosaka
Yukihiro Isobe
Hideo Tokyo Kobayashi
Kiyotaka Okuyama
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TDK Corp
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Description

1Α-3614
TDK-150
(850012)
TDK ELECTRONICS CO., LTD. Tokyo, Japan
Magnetisches Aufzeichnungsmedium
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das als Videoband, als Computerband, Audioband oder in Form einer Magnetscheibe (disc) für die genannten Zwecke verwendet wird.
Diese magnetischen Aufzeichnungsmedia werden gewöhnlich hergestellt, indem man ein Magnetpulver mit einem Bindemittel vermischt und mit der resultierenden, magnetischen Masse ein Substrat beschichtet. Beim Lauf des elektrischen Aufzeichnungsmediums unter Berührung mit einem Magnetkopf kommt es zur Ablösung des Magnetpulvers oder des Bindemittels der magnetischen Schicht, wodurch ein Verstopfen des Magnetkopf es verursacht wird, was einen Ausfall zur Folge hat.
BAD
-λ-3
Ein wesentlicher Faktor zur Überwindung dieses Nachteils besteht darin, daß die magnetische Schicht eine Struktur mit hoher Haftfestigkeit aufweist. Die Steigerung der Haftkraft des Magnetpulvers an dem Bindemittel ist dazu eine unverzichtbare Voraussetzung. Zur Erreichung dieses Ziels sind verschiedene Entwicklungen vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist die Entwicklung eines Bindemittels vorgeschlagen worden, das eine hohe Benetzungsaffinltät gegenüber einem Magnetpulver aufweist und in dem das Magnetpulver in hohem Maße dispergierbar ist. Andererseits ist auch eine Verbesserung der Oberfläche des Magnetpulvers vorgeschlagen worden.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das eine magnetische Schicht mit so hoher Haftfestigkeit aufweist, daß der Abrieb und das Ablösen eines magnetischen Pulvers der magnetischen Schicht verhindert werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schaffung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, umfassend ein mit einer magnetischen Schicht beschichtetes Substrat, wobei die magnetische Schicht unter Verwendung einer magnetischen Masse ausgebildet wurde, die ein Bindemittel und ein magnetisches Pulver umfaßt, an dem Ricinolsäure oder ein Ester derselben adsorbiert ist.
Die vorliegende Erfindung vermeidet in effektiver V/eise die bei den magnetischen Aufzeichnungsmedien auftretenden, oben erwähnten Schwierigkeiten. Erfindungsgemäß wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, bei dem die magnetische Schicht eine hohe Haftfestigkeit des Magnetpulvers zum Bindemittel aufweist, wodurch ein Ablösen des Magnetpulvers verhindert wird. Bei dem magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ist Ricinolsäure,
1y2 als eine Oxycarbonsäure an der Oberfläche des Magnetpulvers adsorbiert. Aufgrund der Eigenschaften der Oxycarbonsäure tritt eine Steigerung der Haftfestigkeit des Magnetpulvers an dem Bindemittel ein.
Ricinolsäure weist in ihrer molekularen Struktur eine Hydroxylgruppe und eine Carboxylgruppe als polare Gruppen sowie eine Alkenylgruppe als eine nichtpolare Gruppe auf. Falls man das Magnetpulver, bei dem es sich um ein hydrophiles Pulver handelt, mit Ricinolsäure behandelt, werden die Hydroxylgruppen oder Carboxylgruppen der Ricinolsäure an der Oberfläche des Magnetpulvers angeordnet, wodurch aufgrund der wechselseitigen Polaritäten eine feste, gegenseitige Bindung bewirkt wird. Andererseits sind die Alkenylgruppen an der äußeren Oberfläche orientiert. Dadurch werden der äußeren Oberfläche des Magnetpulvers, an dem Ricinolsäure adsorbiert ist, hydrophobe Eigenschaften verliehen, was zu einer leichteren Benetzung mit dem Bindemittel führt. Im Vergleich mit dem nichtbehandelten Magnetpulver wird so die Haftfestigkeit des Magnetpulvers an dem Bindemittel gesteigert.
Der Effekt der Ricinolsäure ist insbesondere bemerkenswert im Falle einer magnetischen Masse, die ein wärmehärtbares Bindemittel umfaßt, wie ein Bindemittel vom Typ mit Isocyanat-Härter. Diese Tatsache wird besser verstanden anhand eines Vergleichs mit der Verwendung von Ölsäure, welche eine ähnliche Struktur wie Ricinolsäure hat. Falls man Ölsäure an der Oberfläche des Magnetpulvers adsorbiert, kann die Ölsäure aufgrund ähnlicher Bindungskräfte wie bei der Ricinolsäure adsorbiert werden, nämlich aufgrund des Effekts der Carboxylgruppen. Die Alkenylgruppen sind an der äußeren Oberfläche orientiert und steigern die Affinität zum Bindemittel, wodurch die Bindungkraft zwischen dem Magnetpulver und dem Bindemittel zunimmt. Die Haftfestigkeit ist jedoch
lediglich eine Folge der intermolekularen Kräfte. Bei der Ricinolsäure ist andererseits, verglichen mit der Ölsäure, in der molekularen Struktur eine zusätzliche Hydroxylgruppe vorhanden. Bei der Adsorption der Ricinolsäure an der Oberfläche des Magnetpulvers werden einige der Hydroxylgruppen der Ricinolsäure an der äußeren Oberfläche angeordnet, wodurch eine Umsetzung von Hydroxylgruppen mit Isocyanatgruppen stattfinden kann. Darüberhinaus läuft die Umsetzung der Hydroxylgruppen mit Isocyanatgruppen simultan mit der Umsetzung der Hydroxylgruppen des Bindemittels mit den Isocyanatgruppen ab. Das Magnetpulver kann dadurch chemisch über Ricinolsäure an das Bindemittel gebunden werden. Diese Haftfestigkeit ist bemerkenswert größer als die zwischenmolekulare Kraft. Falls es sich bei dem Isocyanat um ein polyfunktionelles Isocyanat handelt, wird das Magnetpulver in einer dreidimensionalen Netzstruktur des vernetzten Bindemittels gebunden. Auf diese Weise kann eine ausgezeichnete magnetische Schicht mit gesteigerter Haftfestigkeit, größerer Dauerhaftigkeit und besserer Abriebbeständigkeit ausgebildet werden.
Ricinolsäure weist eine große Adsorptionskraft auf. Folglich kann Ricinolsäure während der Verfahrensstufe des Verteilens des Magnetpulvers in der magnetischen Masse zugesetzt werden. Ricinolsäure kann auch auf der Oberfläche des Magnetpulvers adsorbiert werden, wobei der gleiche Effekt eintritt. Die Vorbehandlung des Magnetpulvers mit Ricinolsäure ist jedoch effektiver, da die Wahrscheinlichkeit der Adsorption der Ricinolsäure an der Oberfläche des Magnetpulvers größer ist. Ricinolsäureester können ebenfalls verwendet werden, falls durch eine Hydrolyse des Esters Ricinolsäure gebildet wird.
Das Verhältnis von Ricinolsäure zu Magnetpulver ist nicht kritisch und kann so ausgewählt werden, daß wenigstens eine
-y-c
monomolekulare Schicht von Ricinolsäure gebildet wird. Das Verhältnis liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2,0 bis 40 Gew.%, insbesondere 2,0 bis 20 Gew.%.
Bei dem Magnetpulver kann es sich um Metalloxide und Metalle der Eisengruppe handeln, wie γ-ΡβρΟ* mit adsorbiertem Co, Fe,O/ mit adsorbiertem Co, γ-FepO,, Fe-,θΛ, CrO2, Co-Ni, Fe-Co und Fe.
Die Bindemittel können die herkömmlicherweise verwendeten Bindemittel sein, z.B. Polyurethan, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat, Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymerisat, Epoxyharz, Polyesterharz und Nitrocellulose. Es wird bevorzugt, ein Isocyanat als Härter zuzusetzen. Bei dem Substrat kann es sich um herkömmliche Substrate, wie Polyäthylenterephthalatfolien, Scheiben oder Platten, handeln.
Die Ricinolsäure wird vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel, wie Toluol, aufgelöst, und das Magnetpulver wird in die Lösung der Ricinolsäure eingetaucht. Anschließen* wird das Magnetpulver von der Lösung getrennt und getrocknet. Auf diese Weise wird das Magnetpulver mit adsorbierter Ricinolsäure hergestellt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.
Beispiel
In 100 Gew.Teile Toluol gibt man 100 Gew.Teile eines Magnetpulvers zusammen mit (1)2 Gew.Teilen, (2) 20 Gew.Teilen bzw. (3) 40 Gew.Teilen Ricinolsäure. Die jeweilige Mischung wird gerührt. Das Magnetpulver wird mittels eines Filters abgetrennt und getrocknet. Das behandelte Magnetpulver wird
'BAD ORIGINAL
verwendet, um jeweils eine magnetische Masse der folgenden Zusammensetzung herzustellen.
Gew.Teile
Behandeltes Magnetpulver 100
Abriebpulver AIpO^ (Durchmesser von 1 /um) 3
Nitrocellulose (1/2 H) 6
Epoxyharz (Epicoat 1004; Shell) 4
Polyurethan (Nippolant 5033, Nippon
Polyurethane) 10
Lösungsmittel 250
Die Komponenten werden mit einer Sandmühle 5 h behandelt, um das Pulver zu dispergieren. Anschließend werden 4 Gew.Teile Isocyanat (Colonate L; Nippon Polyurethane) zugesetzt. Die magnetische Masse wird auf eine Polyäthylenterephthalatfolie aufgetragen, die eine Dicke von 14/um aufweist. Dabei wird eine Behandlung zur magnetischen Orientierung vorgenommen. Anschließend wird die Folie getrocknet, kalandriert und 48 h bei 600C gehärtet und schließlich in einer Breite von 1/2 Zoll zerschnitten.
Unter Verwendung der behandelten Magnetpulver 1, 2 und 3 werden Probe Nr. 1, Probe Nr. 2 bzw. Probe Nr. 3 hergestellt.
Vergleichsbeispiel
In 1000 Gew.Teile Toluol gibt man 100 Gew.Teile eines Magnetpulvers, und zwar (4) ohne irgendeinen Zusatzstoff oder (5) zusammen mit 20 Gew.Teilen ölsäure. Es wird jeweils ein behandeltes Magnetpulver hergestellt. Gemäß dem Verfahren des Beispiels, jedoch unter Verwendung der Magnetpulver 4 oder 5» wird jeweils eine Probe Nr. 4 und eine Probe Nr. 5 hergestellt. Die resultierenden Proben werden untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengestellt. Die adsorbierte Menge bedeutet die Menge des an dem Magnetpulver adsorbierten Additivs.
Tabelle
Probe Beispiel 3 Vergleichsbeist». 5
1 2 40 4· 20
zugesetzte Menge d
Additivs (%) 		2 20 11,3 0 4,7
adsorbierte Menge
d.Additivs {%) 		0,54 2,9 0,80 0 0,80
Quadratverhältnis 0,80 0,81 160 0,72 170
Glanz (%) 170 180 ?-60 140 3-60
Standbildzeit(min) > 60 > 60 3-10
Wie aus der Tabelle hervorgeht, werden durch die Behandlung mit Ricinolsäure das Quadratverhältnis und der Glanz verbessert sowie die Dispergierbarkeit gesteigert. Diese Effekte werden auch bei der Behandlung mit Ölsäure beobachtet.
Bei der Standbildzeit tritt durch die Behandlung mit RLcinolsäur eine Verbesserung auf über 60 min ein. Demgegenüber beträgt die Standbildwiedergabezeit im Falle der . Nichtbehandlung (Probe 4) lediglich 3 bis 10 min und ist bei der Behandlung mit ölsäure (Probe 5) nur geringfügig länger als im Falle der Nichtbehandlung. .
Es zeigt sich also, daß der Effekt der Behandlung mit Ricinolsäure in signifikanter Weise zur Ausbildung einer magnetischen Schicht mit ausgezeichneter Dauerhaftigkeit führt. Die durch.die Behandlung mit Ricinolsäure eintretenden Effekte werden bei einem Verhältnis von 2 Gew.% Ricinolsäure deutlich beobachtet. Das Quadratverhältnis, der Glanz und die Standbildwiedergabezeit bleiben bei einer Behandlung mit bis zu 40 Gew.?6 Ricinolsäure im wesentlichen gleich; falls das Verhältnis der Ricinolsäure mehr als 40 Gew.% beträgt, nimmt jedoch der Anteil der in der magnetischen Schicht zurückbleibenden Ricinolsäure zu, wodurch ein Aus-
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ORIGINAL INSPECTED
-S-1
blühen verursacht wird oder wodurch die magnetische Schicht im Übermaß erweicht. Die Ricinolsäuremenge beträgt daher vorzugsweise bis zu 40 Gevr.%, bezogen auf das Magnetpulver.
Bei einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Haftfestigkeit des Magnetpulvers an dem Bindemittel ausgesprochen hoch, wodurch eine hervorragende Dauerhaftigkeit gewährleistet ist. Die Dispergierbarkeit des Magnetpulvers ist verbessert, wodurch beim Oberflächenglanz eine Verbesserung eintritt. Darüberhinaus sind die magnetischen Charakteristika des magnetischen Aufzeichnungsmediums verbessert.
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ORIGINAL INSPECTED

Claims (2)

  1. Patentansprüche
    / "K Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend ein mit einer magnetischen Schicht beschichtetes Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht unter Verwendung einer magnetischen Masse ausgebildet wurde, die ein Bindemittel und ein Magnetpulver umfaßt, an dem Ricinolsäure oder ein Ester derselben adsorbiert ist.
  2. 2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetpulver durch Behandlung eines Magnetpulvers mit einer Lösung von Ricinolsäure oder eines Esters derselben erhalten wurde.
    3- Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Magnetpulver Ricinolsäure oder ein Ester derselben mit einem Verhältnis von 0,54 bis 11,3 Gew.9ό, bezogen auf das Magnetpulver, adsorbiert ist.
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