-
Magnetisches Aufzeichnungsmedium
-
Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, welcheserhalten
wird durch Beschichtung eines Substrats mit einer magnetischen Schicht. Die magnetische
Beschichtung enthält ein Magnetpulver und ein Bindemittel als Hauptkomponenten.
-
Es ist bekannt, daß die Art des Bindemittels zum Binden eines magnetischen
Pulvers an ein Substrat die Eigenschaften eines solchen magnetischen Aufzeichnungsmediums
in hohem Maße beeinflußt, und zwar insbesondere die elektromagnetischen Uberführungscharakteristika
sowie die physikalischen Eigenschaften, z.B. die Oberflächenglätte, die Haftfestigkeit,
die kinematische Reibun#g und das Quietschgeräusch.
-
Bisher wurden Bindemittel vom Zwei-Komponenten-Typ verwendet. Diese
enthalten zwei Arten der folgenden Harze: Harz vom Urethan-Typ, vom Vinylchlorid-Vinylacetat-Typ,
vom Cellulose-Typ, vom Phenoxy-Typ, vom Epoxy-Typ oder vom Ester-Typ. Kombinationen
von Polyurethan und Nitrocellulose oder Kombinationen von Polyurethan und Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerem
sind besonders bevorzugt. Diese Zwei-Komponenten-Bindemittel sind j jedoch nicht
befriedigend im Hinblick auf die elektromagnetischen Überführungscharakteristika
oder Wandlungscharakteristika und im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften.
Auch wenn das Verhältnis der beiden Komponenten variiert wird, so beobachtet man,
daß die Veränderung der elektromagnetischen Überführungscharakteristika in bezug
auf die Änderungen der physikalischen Eigenschaften inkonsistent ist. Es ist daher
schwierig, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit allseitig befriedigenden Eigenschaften
zu erhalten.
-
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium zu schaffen, welches sowohl befriedigende elektromagnetische
Überführungs charakteristika als auch befriedigende physikalische Eigenschaften,
z.B. im Hinblick auf Oberflächenglätte, Haftfestigkeit, kinematische Reibung und
Quietschgeräusch, aufweist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
gelöst, bei dem ein Substrat mit einer magnetischen Beschichtung versehen ist, welche
ein Magnetpulver enthält sowie ein Bindemittel vom Drei-Komponenten-Typ, welches
im wesentlichen besteht aus 15 bis 50 Gew.0# eines Polyesterharzes, 10 bis 50 Gew.%
eines Epoxyharzes und 20 bis 60 Gew.% eines Copolymeren vom Vinylchlorid-Vinylacetat-Typ.
-
Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Bindemittel vom Drei-Komponenten-Typ
in Dreieckskoordinaten-Darstellung.
-
Es wurde festgestellt, daß magnetische Aufzeichnungsmedien mit zufriedenstellenden
elektromagnetischen Uberführungscharakteristika und günstigen physikalischen Eigenschaften
erhalten werden können, wenn man ein Bindemittel vom Drei-Komponenten-Typ verwendet.
Dieses Bindemittel umfaßt ein Polyesterharz, ein Epoxyharz und ein Harz von Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymertyp.
Die Komponenten zeigen einen synergistischen Effekt. Es wurde insbesondere festgestellt,
daß befriedigende Ergebnisse erhalten werden können, wenn man 15 bis 50 Gew.% des
Polyesterharzes, 10 bis 50 Gew.# des Epoxyharzes und 20 bis 60 Gew.# eines Harzes
vom Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymertyp verwendet.
-
Im folgenden wird das magnetische Aufzeichnungsmedium der Erfindung
näher erläutert. Es wird erhalten durch Beschichten eines Substrats, z.B. einer
Polyesterfolie, mit einer magnetischen Schicht unter Verwendung einer Magnetpulvermasse.
Letztere umfaßt ein magnetisches Pulver, wie y-Fe203 oder y-Fe203 mit adsorbiertem
Kobalt, sowie ein Bindemittel. Das Bindemittel ist eine Kombination von drei Komponenten,
nämlich dem Polyesterharz, dem Epoxyharz und dem harz vom Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymertyp.
-
Es können im Handel erhältliche Polyesterharze verwendet werden, wie
Nippolan 1004 und 2006 (Nippon Polyurethane Co.); Desmophene 800 und 100 (Bayer
AG); Bairon 53S (Toyo Boseki Co.); insbesondere kommen gesättigte und ungesättigte,
lineare Polyester in Frage. Diese sind in der Encyclopedia of Polymer Science and
Technology beßchrieben.
-
Die Eigenschaften typischer Polyesterharze sind in der nachstehenden
Tabelle aufgeführt.
-
Tabelle Polyester OH-Zahl Säurezahl Fest- Viskosität stoffe (cP/750C)
I Desmophen 800 280-300 100 2200-3800 Desmophen 800-75E 207-228 < 3 74-76 H ~
P (Gardner) Desmophen 1100 205-221 < 4 100 550-750 Desmophen 1100- 150-170 <
3 74-76 D ~ H 75E (Gardner) Desmophen 2200 57-64 < 2 100 925-1075 Nippolan 1004
37-45 < 2 100 6)00-900 Nippolan 2006 375-425 <10 100 7000-17000 Nippolan 3023
158-176 < 4 100 350-550 Polyesterharz Intrinsik- Molekular- Schmelz-Viskosität
gewicht punkt (0C) Bairon 200 0,53 15000- 180-200 20000 Bairon 300 0,68 15000- 140-160
(interplastifiziert) 20000 Als Epoxyharze kommen handelsübliche Epoxyharze in Frage,
wie Epicoat 1001, 1004 und 1009 (Shell Chem.Co.Ltd.). Es handelt sich dabei um Kondensationsprodukte,
welche erhalten werden durch Kondensation einer Epoxyverbindung mit einer Verbindung,
welche reaktiven Wasserstoff aufweist.
-
Harze dieses Typs sind in Encyclopedia of Polymer Science and Technology
beschrieben. Typische Epoxyharze sind Epoxyharze vom Bisphenol-Typ, wie Methylepichlorhydrin
+ Bisphenol A; Epoxyharze vom Äther-Ester-Typ, wie Epichlorhydrin + Bisphenol A
+ Dicarbonsäure; Epoxyharze vom Ester-Typ, wie Nethylepichlorhydrin + Polycarbonsä.ure;
Epoxyharze vom Novolak-Typ, wie Methylepichlorhydrin - Novo#ak; Sp-Epoxyharze vom
nicht-entflammbaren Typ, wie Me thy1epic#iior-Iiydrin t- bromiertes Bisphenol A.
-
Als Harze vom Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymertyp kommen handelsübliche
Copolymere dieses Typs in Betracht, wie VAGH und VYHH (Union Carbide Co. Ltd.),
Eslex A (Sekisui Kagaku Co.) und OH-DEX (Denki Kagaku Kogyo Co.). Die Harze vom
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymertyp können erhalten werden durch Copolymerisation
von Vinylchlorid und Vinylacetat, falls erforderlich zusammen mit einer geringen
Menge eines Comonomeren und, falls erforderlich, unter partieller Hydrolyse der
Vinylacetat-Komponente unter Bildung einer VinylaIkohol-Komponente.
-
Erfindungsgemäß werden die drei Komponenten in speziellen Mengenverhältnissen
kombiniert, und zwar gemäß der schraffierten Fläche des Dreieckskoordinaten-Diagramms
der drei Komponenten gemäß Fig. 1. Die Menge des Polyesterharzes liegt im Bereich
von 15 bis 50 Gew.%, die des Epoxyharzes im Bereich von 10-bis 50 Gew.% und die
des Harzes vom Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymertyps im Bereich von 20 bis 60 Gew.%.
-
Wenn der Gehalt an dem Polyesterharz unter 15 Gew.% liegt, so ist
die Beständigkeit bei wiederholter Laufbeanspruchung (Standbildbetrieb eines Videobandes)
nicht befriedigend und es kommt zu Quietschgeräuschen. Bei einem Gehalt oberhalb
50 Gew.# sind die Oberflächeneigenschaften der magnetischen Beschichtung zwar gut,
jedoch ist die Haftfestigkeit gering. Wenn der Gehalt an dem Epoxyharz unterhalb
10 Gew.% liegt, so ist die Haftfestigkeit gering, während bei einem Gehalt von mehr
als 50 Gew.% die Reibung zu hoch ist und Quietschgeräusche auftreten. Wenn der Gehalt
an dem Harz vom Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymertyp unterhalb 20 Gew.# liegt,
so zeigt die magnetische Beschichtung günstige Oberflächeneigenschaften, jedoch
ist die Reibung zu hoch, und es kommt zu mehr als keitserscheinungen, während bei
einem Gehalt von mehr als
60 Gew.% die Beständigkeit bei wiederholter
Laufbeanspruchung zwar günstig ist, jedoch die elektromagnetischen Uberführungscharakteristika
unzureichend sind und eine erhebliche Rauhigkeit der Oberfläche der magnetischen
Beschichtung sowie eine unzureichende Haftfestigkeit beobachtet werden. Letztere
Nachteile beruhen auf einer unzureichenden Dispergierung des Magnetpulvers.
-
Die magnetische Beschichtungsmasse wird hergestellt unter Verwendung
der Harze als Bindemittel, eines Lösungsmittels und eines Dispergiermittels für
das Magnetpulver sowie eines Gleitmittels und anderer Zusätze. Schließlich wird
noch ein Verne-tzungsmit-tel, z.B. ein Polyisocyanat, unter Rühren eingemischt.
Die Magnetpulvermasse wird sodann auf das Substrat, z.B. eine Polyesterfolie, unter
Ausbildung einer magnetischen Schicht aufgetragen. Die magnetische Beschichtung
hat eine Dicke von etwa 6 um. Wenn der Gehalt an dem Vernetzungsmittel unterhalb
5 Gew.% liegt, so ist der Vernetzungseffekt unzureichend, während ein Gehalt von
mehr als 20 Gew.% die Haftfestigkeit auf der Basisfolie unzureichend macht und die
magnetische Beschichtung brüchig ist. Daher liegt der Gehalt an dem Vernetzungsmittel
vorzugsweise im Bereich von 5 bis 20 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge der Harze.
-
Das erhaltene magnetische Aufzeichnungsmedium hat ausgezeichnete elektromagnetische
Uberführungscharakteristika, eine vorzügliche Oberflächenglätte und günstige andere
physikalische Eigenschaften. Die Arten der verwendbaren Magnetpulver, der verwendbaren
Lösungsmittel und der übrigen Additive sowie die Verfahren zur Herstellung der magnetischen
Beschichtung und die dabei einzuhaltenden Bedingungen sind hinreichend bekannt und
müssen somit nicht wiederholt werden.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen
-näher erläutert.
-
3eist>iel 1 Gew.Teile 7-Fe203 mit adsorbiertem Co 600 Dispersionsmittel
(Lecithin) 12 Polyesterharz (Nippolan 1004, hergestellt von Nippon Polyurethane
Co.) 45 Epoxyharz (Epicoat 1007, hergestellt von Shell Chemical Co.) 45 Vinylohlorid-Vinylacetat-Copolymeres
CVAGH, hergestellt von UCC) 60 Gleitmittel 8 Methyläthylketon 600 Methylisobutylketon
250 Cyclohexanon 200 Die Komponenten werden sorgfältig in einer Dispersionseinrichtung
für Lacke vermischt und Polyisocyanat (Colonate L, hergestellt von Nippon Polyurethane
Co.) wird in einer Menge von 12 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge der Harze, einverleibt.
Dann wird die Mischung bis zur Gleichförmigkeit gerührt. Eine Polyäthylenterephthalat-Folie
mit einer Dicke von 12/um wird mit dieser Mischung beschichtet, wobei die Beschichtungsdicke
6/um beträgt. Die Oberfläche der Beschichtung wird einer Superkalanderbehandlung
unterzogen und durch Erhitzen während 40 h auf etwa 600C gehärtet. Sodann wird das
Produkt zu Bändern mit einer Breite von 3,8 mm geschnitten. Man erhält jeweils ein
magnetisches Aufzeichnungsband (Probe 1). Die verschiedenen Charakteristika des
Bandes werden gemessen. Zum Vergleich (Vergleichsprobe A) wird ein Zwei-Komponenten-Bindemittel
mit 40 Gew.# des Polyesterharzes und 60 Gew.% des Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren
verwendet. Die Charakteristika werden ebenfalls gemessen. Die Meßergebnisse sind
in Tabelle 1 zusammengestellt.
-
Tabelle 1 Probe 1 Vergleichsprobe A Haftfestigkeit 55 20 kinematischer
Reibungskoeffizient 0,29 0,28 Quietschgeräusch nein gering Oberflächenrauhigkeit(/um)
0,05 0,08 elektromagnetische UberfUhrungscharakteristika 10 kHz (dB) 0 -0,5 Die
Haftfestigkeit wird gemessen, indem man die Ablösefestigkeit zwischen der magnetischen
Beschichtung und der Basisfolie mißt, und zwar unter Ablösung in einer Richtung
von 180°. Als Einheit wählt man g pro 1/8 Zoll Breite.
-
Der kinematische Reibungskoeffizient wird gemessen als Reibung zwischen
einer Spiegelfläche einer Chromplattierung auf Messing und der magnetischen Schicht
bei einer geringen Geschwindigkeit und bei einer Breite von 1/4 Zoll.
-
Die elektromagnetische Uberführungscharakteristik wird als relativer
Wert angegeben, wobei der Wert der Probe 1 mit O dB bewertet wird.
-
Die Oberflächenrauhigkeit wird mit einem Meßgerät zur Messung der
Oberflächenrauhigkeit, hergestellt von Kosaka Kenkusho, gemessen. Dabei wird der
Zustand der magnetischen Schicht mittels der Nadelkontakt-Methode ermittelt.
-
Verschiedene magnetische Aufzeichnungsmedien (Proben 2 bis 4) werden
nach dem gleichen Verfahren hergestellt, wobei jedoch die Verhältnisse der drei
Harzkomponenten (Polyesterharz, Epoxyharz und Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeres)
in dem schraffierten Bereich des Dreieckskoordinaten-Diagramms variiert werden.
Die verschiedenen
Charakteristika der Proben werden gemessen und
sind in Tabelle 2 angegeben. Bei den Vergleichsproben B, C und D wird jeweils ein
Zwei-Komponenten-Bindemittel verwendet.
-
Tabelle 2 Probe Nr. 2 3 2 4 B G D Bindemittel Polyesterharz 20 40
35 60 30 -Epoxyharz 30 20 40 40 70 -50 Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolym#eres 50
40 25 - - 50 Tabelle 2' Probe Nr. 2 3 4, B C D Haftfestigkeit (g) 45 50 60 80 10
25 kinematischer Reibungskoeffiz. 0,28 0,26 0,31 0,41 0,44 0,30 Quietschgeräusch
nein nein nein ja ja ja Oberflächenrauhigl keit (/um) 0,06 0,05 ,06 0,07 0,06 0,09
elektromagnet#. Überführungs charakteristika 10 kHz (dB) O +0,1 +0,4 -0,1 -0,5 -0,7
Man erkennt aus den Tabellen 1 und 2, daß magnetische Aufzeichnungsmedien, bei denen
das Bindemittel je drei Komponenten enthält, überlegene Eigenschaften aufweisen,
und zwar hinsichtlich der Haftfestigkeit, des kinematischen Reibungskoeffizienten
des Quietschgeräusches und der elektromagnetischen Überführungscharakteristika sowie
der Oberflächenrauhigkeit im Vergleich zu magnetischen Aufzeichnungsmedien mit Bindemitteln
aus zwei Komponenten.
-
Die erfindungsgetäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien haben insgesamt
ausgewogene Charakteristika, wobei einzelne Charakteristika wesentlich verbessert
sind.