DE3142132A1 - Magnetisches aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, insbesondere ein Aufzeichnungsmaterial, das für eine langzeitige Aufzeichnung geeignet ist und das gegenüber Bandschädigung äusserst beständig ist. 5

Allgemein gibt es eine Grenze für den Durchmesser eines Magnetbandpakets für Videobandaufzeichner. Um die aufzeichenbare Menge der Information zu erhöhen, wird deshalb das Magnetband günstigerweise so dünn als möglich gefertigt. Falls jedoch das Band dünn gemacht wird, wird seine mechanische Festigkeit unzureichend und auf Grund der niedrigen "Steifheit" oder hohen Streckbarkeit wird das Band für eine Bandschädigung während des Laufes auf VideobandaufZeichnern anfällig.

Das Videoband läuft in Kontakt mit dem feststehenden Magnetkopf, Trommeln,Führpolen und dgl., so dass es erforderlich ist, dass es einen niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt. Bänder mit einem hohen Reibungskoeffizienten verursachen eine grosse Spannung, während sie auf dem Videobandaufzeichner laufen und sind für eine Bandschädigung äusserst anfällig. Der Ausdruck "Bandschädigung" bezeichnet hier die Dehnung und Verformung des Magnetbandes sowie das Biegen der Seitenränder oder Seitkanten des Bandes, welche "bei der Aufzeichnung oder Wiedergabe stattfinden. Die Bandschädigung wird während des normalen Laufs verursacht, doch dürfte sie sehr wahrscheinlich während des Einfädeins oder Ausfädeins auftreten» Es gibt zwei Arten von Tideobandauf Zeichnern, "vom ß-Typ und vom YEB-Typ und das Auftreten einer Bandschädigung ist beim YHS-Typ häufiger. Die Biegung der Seitkanten des Bandes erfolgt leicht in Yideobandaufζeichnern, bei denen Pührungsstifte oder Umlenk- oder Ladezapfen (leading posts) mit einem Acetalcopolymerüberzug verwendet werden, und die ein V/i ekel drehmoment

von etwa 3OO g/cm oder mehr während des Ausfädeins (unloading) besitzen. Die Biegung erfolgt in der Ladestift- oder Führungsstiftanordnung auf der Einfädeloder Einfuhrseite, wie in Fig. 1 ersichtlich, die eine schematische Wiedergabe eines VideobandaufZeichners darstellt, und die direkte Ursache dieses Biegens ist das Aufsteigen oder Absenken des Bandes an dem Lade- oder Führungszapfen. Der Lade- oder Führungszapfen steht in Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche der Magnetschicht des Bandes. Die Bandschädigung ist die Ursache von Verzerrung, Zittern und schlechter Geräuschwiedergabe und das an einer Seitkante gebogene Band erzielt schlechte Ergebnisse sowohl bei der Aufzeichnung als auch bei der Wiedergabe.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial, welches gegenüber Bandschädigung äusserst beständig ist.

Um diese Aufgabe zu erzielen, wurden einige Magnetbandproben untersucht, deren Stärke nicht mehr als 15,5 um betrug,und gefunden, dass solche, deren Reibungskoeffizient (/^g) gegen den Lade- oder Führungszapfen (loading post) auf der Seite gegenüber der Magnetschicht hinsichtlich dem Träger gering war und die eine große Steifheit in der Querrichtung (S^) hatten, gegen Bandschädigung äußerst beständig waren und eine lange Dauerhaftigkeit besaßen.

In den Zeichnungen stellt

0 Fig. 1 eine schematische Wiedergabe eines Videobandaufzeichners, worin 1 ein Magnetband, 2 ein Lade- oder Führungszapfen (loading post) und 3 eine Impedanzrolle sind,

Fig. 2 eine schematische Wiedergabe des Verfahrens zur Messung der Steifheit eines Magnetbandes in der Querrichtung (S ), worin 1 ein Magnetband (Probe), 2 ein Lade- oder Führungszapfen (loading post), 4 ein Beanspruchungsmeßgerät für die Bestimmung des Deformierungswiderstandes (resistance strain type strain gauge) und 5 ein Antriebsmotor sind, und

Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Reibungskoeffizient (μ ) in Quer-

richtung gegen die Axialrichtung des Lade- oder Führungszapfen (loading post) und S^ zeigt, worin die Symbole A bis D den in den Beispielen 1 und 2 angegebenen Bewertungen A bis D entsprechen,
dar.

·

Gemäss der Erfindung hat ein Magnetband von keiner grösseren Dicke als 15,5 um eine stark verbesserte Beständigkeit gegenüber Bandschädigung, falls der Reibungskoeffizient (μ_β) der Oberfläche gegenüber zur Magnetschicht in Querrichtung gegen die Axialrichtung des Ladeoder !Führungszapfens in dem Bereich liegt, wo er kleiner als der Wert \on μ_ auf der geraden Linie entsprechend der

rs

folgenden Formel ist, und der dem teilweise schraffierten Bereich der Fig. 3 entspricht: μ_β = 0,1S - 0,05 (0,5 "<· S₁₇, ^-6,0). Vorzugsweise beträgt μ nicht mehr als 0,30.

Der Ausdruck "Oberfläche gegenüber der Magnetschicht" bezeichnet hier die Oberfläche entgegengesetzt zur Magnetschicht, nämlich die Rückseite des Trägers oder, falls ein Überzug auf dem Träger vorhanden ist, beispielsweise ein Rückseitenüberzug, bezeichnet dieser

■ — ·6 —

Ausdruck die Oberfläche des Überzugs. Das Symbol μ^ bezeichnet den Reibungskoeffizienten eines Magnetbandes mit einer Breite von 12,7 mm, welche nach dem in Fig. gezeigten Verfahren gemessen wird, in dem das Band im Kontakt mit dem Lade- oder Umlenkzapfen bei einem Berührungsxtfinkel zwischen 190 und 195° unter einer Belastung (V von 200 g mit einer Bandgeschwindigkeit (S) von 0,5 mm/sec bei 25° C und einer relativen Feuchtigkeit von 65 %

•p

gezogen wird. Der Reibungskoeffizient μ_ wird durch —

£5 W

wiedergegeben, worin F die Zugspannung und W die Belastung ist. Die Bandsteifheit in der Querrichtung (S_TD) ist ein Wert, der mittels des Steifheitmessgerätes der Tinus Olsen Testing Machine Co., Inc., Willow Grove, Penna. , USA gemäss ASTM D 747-70 gemessen vrird, wobei sechs Probebänder von 12,7 mm Breite und 1,2 7 mm Länge aufeinander zwischen eine Klammer und eine Beladungsplatte in einem Abstand von 0,355 cm gelegt werden und um 20° gebogen werden und der durch das Messgerät angegebene Wert abgelesen wird. Das maximale Biegemoment wird auf 0,012 cm-1 bs (0,005 inch-1 bs) eingestellt und die Messumgebung beträgt 25° C und 65 % relative Feuchtigkeit.

Zur Herstellung eines dünnen Bandes muss ein dünner Träger verwendet werden. Um ein Band zu erhalten, dessen Gesamtdicke 15,5 um oder weniger ist, wird ein Träger mit einer Stärke zwischen 9 und 11 μΐη verwendet. Die üblicherweise angewandten PET-Bänder entsprechen diesem Zweck und ein Träger von hoher Elastizität mit einer hohen mechanischen Festigkeit ist günstig. Falls jedoch der PET-Träger zu elastisch ist, erleidet er eine starke thermische Schrumpfung und kann eine Kräuselung verursachen, so

dass ein PET-Träger mit einer geeigneten Elastizität verwendet werden muss. Beispielsweise wird ein PET-

2 Träger, dessen F₁-Wert etwa 5,5 kg/mm sowohl in der Längs- als auch in der Querrichtung beträgt, bevorzugt. Unter Anwendung eines derartigen PET-Trägers wurden magnetische Aufzeichnungsbandproben mit einem Rückseitenüberzug und mit einer Gesamtstärke von nicht mehr als 15,5 \im hergestellt. Sämtliche hiervon hatten einen Wert ^STD ^von ^'® ^o<^^er weniger.

Es können beliebige Verfahren zur Senkung des Reibungskoeffizienten (μ_ο) der Oberfläche gegenüber · der Magnetschicht und zur Erhöhung der Bandsteifheit in der Querrichtung (S_Tn) angewandt werden. Beispielsweise wird der Reibungskoeffizient (u_D) der Oberfläche entgegengesetzt

si

zur Magnetschicht allgemein durch Ausbildung eines Gleitmittelüberzuges oder eines Rückseitenüberzuges auf der Oberfläche gegenüber zur Magnetschicht gesenkt und die Ausbildung eines Rückseitenüberzuges ist besonders wirksam.

Einzelheiten für das Verfahren zur Herstellung der Überzugslösung der Magnetschicht sind in den japanischen Patent-Veröffentlichungen 15/60, 26794/64, 186/68, 28043/72, 28045/72, 28046/72, 28048/72, 31445/72, 11162/73, 21331/73, 33683/73 und der russischen Patentschrift 308 033 angegeben. Die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen magnetischen Überzugslösungen bestehen hauptsächlich aus einem ferromagnetischen Pulver, einem Binder und einem organischen Überzugslösungsmittel und sie können gegebf-.nenfalls Zusätze wie Dispergiermittel, Gleitmittel, Schleifmittel oder antistatische Mittel enthalten.

Die im Rahmen der Erfindung verwendbaren ferromagnetischen Pulver umfassen feine Teilchen von ferromagnetischen Eisenoxid, feine Teilchen von ferromagnetischen Chromoxid und ferromagnetische Legierungsteilchen. Das ferromagnetische Eisenoxid hat die allgemeine Formel FeOx, worin χ im Bereich von 1,33 < x ¹^ 1,50 liegt, beispielsweise Maghemit (Y-Fe₃O₃, χ = 1,33), Magnetit (Fe₃O₄, χ = 1,50) und Berthollid-Verbindungen aus Maghemit und Magnetit (FeO_x, 1,33< χ <1,50). Der Wert x wird durch die folgende Formel wiedergegeben:

X = τ χ [2 χ (Atomprozent an zweiwertigem Eisen) +

1 1 3 χ (Atomprozent an dreiwertigem Eisen) j- χ yq-q·

Diese ferromagnetischen Eisenoxide können ein zweiwertiges Metall enthalten. Beispiele für zweiwertige Metalle umfassen Cr, Mn, Co, Ni, Cu und Zn und sie sind in einer Menge von 0 bis 10 Atomprozent des Eisenoxids enthalten.

Das ferromagnetische Chromdioxid besteht aus CrO„' welches gegebenenfalls nicht mehr als 20 Gew.% eines Metalles, wie Na, K, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Tc, Ru, Sn, Ce oder Pb, einen Halbleiter, wie P, Sb oder Te, oder Oxide dieser Metalle enthält.

Die Teilchen dieser ferromagnetischen Eisenoxide und Chromoxide sind nadeiförmig und das Verhältnis von Länge zu Breite liegt im Bereich von etwa 2/1 bis 20/1, vorzugsweise mindestens 5/1, und die wirksame Durchschnittslänge liegt im Bereich von etwa 0,2 bis 2,0 μπι, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 μπι.

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Die ferromagnetischen Legierungsteilchen haben einen Metallgehalt von mindestens 75 Gew.%. Mindestens 80 Gew=% des Metallgehaltes besteht aus mindestens einem ferromagnetischen Metall,- beispielsweise Fe, Co, Ni, Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni oder Co-Ni-Fe, und nicht mehr als 20 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 Gew.%, besteht der Metallgehalt aus Al, Si, S, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Yj Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba, Ta, W, Re, Au, Hy, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, B oder P. Die ferromagnetischen Legierungsteilchen können auch eine geringe Menge an Wasser, Hydroxid oder Oxid enthalten.

Spezifische Beispiele für feine ferromagnetische Teilchen sind in den japanischen Patent-Veröffentliehungen 5515/61, 4825/62, 5009/64, 10307/64, 14090/69, 18372/70, 22062/7-2, 22513/72, 28466/71, 38755/71, 4286/72, 12422/72, 17284/72, 18509/72, 18573/72, 39639/73, den US-PS 3 026 215, 3 031 341, 3 100 194, 3 242 005, 3 389Ό14, den GB-PS 752 659, 782 762, 1 007 323, der französischen Patentschrift 1 107 654 und der DE-OS 1 281 334 beschrieben.

Der Binder für die erfindungsgemäss einzusetzende magnetische Überzugslösung ist ein bekanntes thermoplastisches Harz, thermisch härtendes Harz oder reaktives Harz oder ein Gemisch aus diesen Harzen- Geeignete thermoplastische Harze haben einen Erweichungspunkt niedriger als 150° C, ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 10 000 bis 200 000 und einen Polymerisationsgrad von etwa 200 bis 2000„ Beispiele derartiger Polymerer sind Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/-Vinylidenchlorid-Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnitril-

Copolymere, Acrylsäureester/Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester/Vinylidenchlo rid-Copolymere, Acrylsäureester/Styrol-Copolymere, Methacrylsäureester/Acrylnitril-Copolymere, Methacrylsäureester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester/Styrol-Copolymere, Urethan-Elastomere, Polyvinylfluorid, Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Butadien/Acrylnitril-Copolymere, Polyamidharze, Polyvinylbutyral _r .Cellulosederivate, z. B. Celluloseacetatbutyrat, Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Cellulosepropionat oder Nitrocellulose, Styrol/-Butadien-Copolymere, Polyesterharze, Aminharze, verschiedene synthetische thermoplastische Kautschuke, z. B. Polybutadien, Polychloropren, Polyisopren und Styrol/Butadien-Copolymere, sowie Gemische hiervon.

Derartige thermoplastische Harze sind in den japanischen Patent-Veröffentlichungen 6877/62, 12328/64, 19282/64, 5349/65, 20907/65, 9463/66, 14059/66, 16985/66, 6428/67, 11621/67, 4623/68, 15206/68, 2889/69, 17947/69, 18232/69, 14020/70, 14500/70, 18573/72, 22063/72, 220647/72, 22068/72, 22069/72, 22070/72, 27886/73, und den US-PS 3 144 352, 3 419 420, 3 499 und 3 713 887 beschrieben.

Das thermisch-härtende oder reaktive Harz hat ein Molekulargewicht von nicht mehr als 200 000, wenn es in der Überzugslösung vorliegt und nach der Auftragung und Trocknung der Überzuges wird sein Molekulargewicht durch Kondensation, Addition oder andere Reaktionen auf unendlich erhöht. Bevorzugte thermoplastische oder reaktive Harze sind solche, die nicht erweichen oder schmelzen, bis sie durch Hitze zersetzt werden. Spezifi-

sehe Beispiele sind Phenol-Formaldehyd-Novolakharze, Phenol-Formaldehyd-Resolharze, Phenol-Furfuralharze, Xylol-Formaldehydharze, Harnstoffharze, Melaminharze, mit trocknendem öl modifizierte Alkydharze, mit Phenolharzen modifizierte Alkydharze, mit Maleinsäureharz modifizierte Alkydharze, ungesättigte Polyesterharze, Epoxyharz/Härtungsmittel, z. B. Polyamin, Säureanhydrid, oder Polyamid, durch Feuchtigkeit härtbare Polyesterharze mit Isocyanatendstellen, durch Feuchtigkeit härtbare Polyätherharze mit Isocyanatendstellen, Polyisocyanatpräpolymere .(Verbindungen mit mit drei oder mehr Isocyanatgruppen in einem Molekül, wie sie durch Umsetzung eines Diisocyanates mit einem Triol von niedrigem Molekulargewicht, einem Diisocyanattrimeren oder -tetrameren erhalten wurden), Harze mit einem Polyisocyanatpräpolymeren und aktivem Wasserstoff, beispielsweise Polyesterpolyol, Polyätherpolyol, Acrylsäure-Copolymere, Maleinsäure-Copolymere, 2-Hydroxyäthylmethacrylat-Copolymere, Parahydroxystyrol-Copolymere, sowie Gemische hiervon=

Derartige thermisch-härtende oder reaktive Harze sind in den japanischen Patent-Veröffentlichungen 8103/64,- 9779/65, 7192/66, 8016/66, 14275/66, 18179/67, 12081/68, 28023/69, 14501/70, 24902/70, 13103/71, 22065/72, 22066/72, 22067/72» 22072/72, 22073/72, 28045/72, 28048/72, 28922/72 und den US-PS 3 144 353, 3 320 090, 3 437 510, 3 597 273, 3 781 210 und 3 781 211 beschrieben.

Diese Binder können einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Sie können zusammen mit geeigneten Zusätzen

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verwendet werden. Die ferromagnetischen Teilchen werden mit dem Binder in einem Gewichtsverhältnis von 8 bis 150 Teilen, vorzugsweise 10 bis 100 Teilen, stärker bevorzugt 12 bis 60 Teilen (Binder) auf 100 Teile (ferromagnetische Teilchen) vermischt.

Die magnetische Überzugslösung kann auch Zusätze wie Dispergiermittel, Gleitmittel, Schleifmittel oder antistatische Mittel enthalten. Beispiele für Dispergiermittel sind aliphatische Säuren (R COOH, worin R₁ eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen ist) mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure, Elaidinsäure, Linolsäure, Linolensäure oder Stearolsäure, Metallseifen der vorstehenden aliphatischen Säuren mit einem Alkalimetall, z. B. Li, Na oder K, oder Erdalkalimetall, ζ. B. Mg, Ca oder Ba, Verbindungen, welche fluorhaltige Ester der vorstehenden aliphatischen Säuren sind, Amide der vorstehenden aliphatischen Säuren, Polyalkylenoxidalkylphosphatester, Lecithin und Trialkylpolyolefinoxy-quaternär-Ammoniumsalze, wobei die Alkylgruppe 1 bis 5 Kohlenstoff atome besitzt und das Olefin aus Äthylen, Propylen oder dgl. besteht. Höhere Alkohole mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen sowie Sulfatester können als Dispergiermittel verwendet werden. Diese Dispergiermittel werden in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.teilen auf 100 Gew.teile des Binders eingesetzt. Für weitere Einzelheiten der Dispergiermittel wird auf die japanischaaPatent-Veröffentlichungen 28369/64, 17 945/69, 7441/73, 15001/73, 15002/73, 16363/73, 4121/75 und die US-PS 3 387 993 und 3 470 021 verwiesen.

Beispiele für Gleitmittel sind feine elektrischleitende Teilchen, wie diejenigen von Russ, Graphit und Russpfropf-Polymere, feine anorganische Teilchen, wie diejenigen von Molybdändisulfid und Wolframdisulfid, Feinteilchen von Kunststoffen, wie aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyäthylen/Vinylchlorid-Copolymeren und Polytetrafluoräthylen, a-Olefin-Polymere, ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, die bei gewöhnlichen Temperaturen flüssig sind (Verbindungen mit einer n-olefinischen Doppelbindung am Kohlenstoffatom an den Endstellen, wobei die Anzahl der Kohlenstoffatome etwa 20 beträgt) und aliphatische Säureester, die aus einbasischen Säuren mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen und einwertigen Alkoholen mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen hergestellt wurden. Diese Gleitmittel werden in Mengen von 0,2 bis 20 Gew.teilen auf 100 Gew.teile des Binders eingesetzt. Für Einzelheiten der Gleitmittel wird auf die japanischen Patent-Veröffentlichungen 18 064/66, 23889/68, 40461/71, 15621/72, 18482/72, 28043/72, 32001/72, 5042/75, die US-PS 3 470 021, 3 492 235, 3 497 411, 3 523 086, 3 625 76.0, 3 630 772, 3 642 539, "IBM Technical Disclosure Bulletin", Band 9, Nr. 7, Seite 779, Dezember 1966, und ELEKTRONIK", Nr. 12 Seite 380, 1961, verwiesen.

Das Schleifmittel kann eines vom üblichen Typs sein, wie Teilchen aus geschmolzenem Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Chromoxid, Zircon (ZrSiO.), Aluminiumphosphat (AlPO₄), Ceroxid (CeO„), Borcarbid (B₄C), Aluminiumborat (AlBO₃), Spinell (MgAl₂O₄), Rutil oder Anatas (beide sind TiO»), Diaspor (a-AlOOH), Corund, künstlicher Corund, Diamant, künstlicher Diamant, Granat und Smaragd, der

hauptsächlich, aus Corund und Magnetit besteht. Diese Schleifmittel haben vorzugsweise eine Mohs-Härte von 5 oder mehr und eine durchschnittliche Teilchengrösse von 0,05 bis 5 μκι, stärker bevorzugt 0,1 bis 2 μπι. Diese Schleifmittel werden in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.teilen auf 100 Gew.teile des Binders verwendet. Einzelheiten für die Schleifmittel sind aus den japanischen Patentschriften 18572/72, 15003/73, 15004/73 (entsprechend US-PS 3 617 378), 39402/74, 9401/75, den US-PS 3 007 807, 3 041 196, 3 293 066, 3 630 910, 3 687 725, der britischen Patentschrift 1 145 349, und den DE-PS 853 211 und 1 101 000 zu entnehmen .

Beispiele für antistatische Mittel umfassen feine elektrisch-leitende Teilchen, beispielsweise solche aus Russ, Graphit und Russpfropf-Polymeren, natürlichen oberflächenaktiven Mitteln, wie Saponin, nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln, wie Alkylenoxiden, Glycerinen oder Glycidolen, kationischen oberflächenaktiven Mitteln, wie höheren Alkylaminen, quaternären Ammoniumsalzen, Pyridin und anderen heterocyclischen Verbindungen, Phosphonium- und Sulfoniumverbindungen, anionische oberflächenaktive Mittel, wie Carbonsäuren, Sulfonsäuren, Phosphorsäuren oder saure Gruppen enthaltende Verbindungen, wie eine Sulfatester- oder Phosphatestergruppe, amphotere oberflächenaktive Mittel, wie Aminosäuren, Aminosulfonsäuren oder Schwefelsäure- oder Phosphorsäureester von Aminoalkoholen. Die feinen elektrisch-leitenden Teilchen werden in Mengen von 0,2 bis 20 Gew.teilen auf 100 Gew.teile des Binders verwendet und die oberflächenaktiven Mittel werden in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.teilen auf 100 Gew.-teile des Binders verwendet. Zahlreiche der feinen

elektrisch-leitenden Teilchen und oberflächenaktiven Mittel, die als antistatische Mittel verwendet werden, sind in Patentschriften, wie den japanischen Patent-Veröffentlichungen 227276/71, 24881/72, 26882/72, 15440/73, 26761/73, den US-PS 2 271 623, 2 240 472, 2 288 226, 2 676 122, 2 676 924, 2 676 975, 2 691 566,

2 727 860, 2 730 498, 2 742 379, 2 739 891, 3 068 101,

3 158 484, 3 201 253, 3 210 191, 3 294 540, 3 415 649, 3 441 413, 3 442 654, 3 475 174, 3 545 974, DE-OS 1 942 665, den britischen Patentschriften 1 077 317 und 1 198 450 sowie in Veröffentlichungen, wie Ryohei Oda und Mitarbeiter, "Kaimen Kassezai no Gosei to sono Oyo (Synthesis and Applications of Surfactants)", Maki Shoten, 1964, A.M. Schwartz ν J.W. Pailey, Surface Active Agents, Interscience Publication Incorporated, 1958, J.P. Schissley, Encyclopaedia of Surface Active Agents, Band 2, Chemical Publish Company, 1964, und Kaimen Kasseizai Binran ■ (Handbook of Surfactants), 6. Auflage, Sangyo Tosho Kabushiki Kaisha, 20. .Dezember 1966 beschrieben. Diese oberflächenaktive Mittel können einzeln oder im Gemisch verwendet werden, üblicherweise werden sie als antistatische Mittel verwendet, jedoch werden sie auch bisweilen als Mittel zur Ausbildung einer einheitlichen Dispersion, verbesserter magnetischer Eigenschaften und Leitfähigkeit und als Uberzugshilfsmittel eingesetzt.

Beispiele für organische Überzugslösungsmittel sind Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon, Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol und Butanol, Ester, wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Äthyllactat und Glykolacetatmonoäthyläther, Äther, wie Diäthyläther, Glykoldimethyläther, Glykol-

monoäthylather und Dioxan, Teere (aromatische Kohlenwasserstoffe) wie Benzol, Toluol und Xylol, und chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Äthylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Äthylenchlorhydrin und Dichlorbenzol.

Die erfindungsgemäss eingesetzte magnetische Überzugslösung wird durch Vermischen von ferromagnetischen Metallteilchen, Bindern, Dispergiermittel, Gleitmittel, Schleifmittel, antistatischem Mittel, Überzugslösungsmittel und dgl., zu einer einheitlichen Dispersion hergestellt. Die ferromagnetischen Metallteilchen und sämtliche weiteren Bestandteile werden in einen Mischer gleichzeitig oder aufeinanderfolgend eingebracht. Beispielsweise werden die ferromagnetischen Metallteilchen zu einem ein Dispergiermittel enthaltenden Lösungsmittel zugesetzt und das Gemisch wird während eines Zeitraumes zur Bildung der gewünschten magnetischen Überzugslösung verknetet.

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Verschiedene Mischer können zur Erzielung einer gründlichen Vermischung der magnetischen Uberzugslösung verwendet werden. Beispiele sind Zwei-Walzenmühlen, Drei-Walzenmühlen, Kugelmühlen, Steinmühlen, Trommeln, Sandschleifgeräte, Szegvari-Attritoren, Hochgeschwindigkeitsflügeldispergierer, Hochgeschwindigkeitssteinmühlen, Hochgeschwindigkeitsschlagmühlen, Dispergiergeräte, Knetgeräte, Hochgeschwindigkeitsmischer, Homogenisatoren und Ultraschalldispergiergeräte. Für Einzelheiten der Knet- und Dispergierverfahren wird auf T.C. Patton, Paint Flow and Pigment Dispersion, John Wiley ν Sons, sowie die US-PS 2 581 414 und 2 855 156 verwiesen.

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Ein aromatischer Polyamidfilm von 2 bis 12 ρ Dicke wurde als Träger im Rahmen der Erfindung verwendet. Die Seite des Trägers entgegengesetzt zur Seite mit dem magnetischen überzug kann mit einem Rückseitenüberzug überzogen sein, um statische Aufladung, Transport- und Wellenflattern zu verhindern. Für Einzelheiten des Rückseitenüberzuges wird beispielsweise auf die US-Patentschriften

2 804 401, 3 293 066, 3 617 378, 3 062 676, 3 734 772,

3 476 596, 2 643 048, 2 803 556, 2 887 462, 2 923 642, 2 997 451, 3 007 892, 3 041 196, 3 115 420, 3 166 688 und 3 761 311 verwiesen.

Die auf dem Träger gemäss der Erfindung ausgebildete Magnetschicht wird zu einer Trocknungsstufe gefördert, wo sie mit einem Luftstrom getrocknet wird. Die Trocknungstemperatur variiert in Abhängigkeit von dem in der Überzugslösung eingesetzten Lösungsmittel und liegt üblicherweise zwischen etwa 50 und 120° C, vorzugsweise zwischen 70 und 100° C und stärker bevorzugt zwischen 80 und 90° C.

Die Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft liegt

2
zwischen etwa 1 und 5 kl/m , vorzugsweise zwischen 2

2
und 3 kl/m . Der Trocknungszeitraum liegt zwischen etwa 30 Sekunden und 10 Minuten, vorzugsweise zwischen etwa 1 Minute und 5 Minuten.

Die Oberfläche der getrockneten Magnetschicht wird vorzugsweise einer Glättungsbehandlung unterworfen. Allgemein ist das Gardinenüberzugsverfahren zur Ausbildung eines Überzuges mit guten Oberflächeneigenschaften fähig, jedoch ist auf Grund der Art der magnetischen Überzugslösung das Gardinenüberzugsverfahren allein bisweilen ungeeignet, um eine zufriedenstellende Glattheit zu erzielen.

Ausserdem müssen die Oberflächeneigenschaften des magnetischen Aufzerchnungsmaterials mit grosser Präzision aufgebaut sein und deshalb wird es besonders günstig, wenn die Oberfläche der getrockneten Magnetschicht einer Glättungsbehandlung unterworden wird.

Die Glättungsbehandlung wird üblicherweise durch Kalandrieren oder mit einem Glättungsbogen durchgeführt. Das Kalandrieren wird vorzugsweise mit einer Superkalandriermaschine durchgeführt, die aus einer Metall— und einer Baumwollwalze oder synthetischen Harzwalze, beispielsweise aus Nylon, besteht. Vorzugsweise wird die Magnetschicht

bei einem Spaltdruck von etwa 25 bis 100 kg/cm , vorzugsweise zwischen 30 und 70 kg/cm , bei einer Temperatur zwischen etwa 35 und 100 C, vorzugsweise zwischen 40 und 80° C, in einer Geschwindigkeit von 5 bis 200 m/min superkalandriert. Höhere Temperaturen und Spaltdrucke verursachen nachteilige Effekte auf die Magnetschicht und den nicht-magnetischen Träger. Falls die Kalandriergeschwindig-0 keit niedriger als etwa 5 m/min ist, wird der gewünschte Glättungseffekt nicht erzielt und falls sie mehr als etwa 200 m/min beträgt, wird der Kalandrierarbeitsgang schwierig. Für Einzelheiten für die Superkalandrierbehandlung wird auf die US-Patentschriften 2 688 567, 2 998 325, 3 783 023, die DE-OS 2 4 05 222, die japanischen Patentanmeldungen 53631/74 und 10337/75 verwiesen.

Nach dem Verfahren unter Anwendung eines Glättungsblattes wird die noch zu trocknende oder zu verfestigende Magnetschicht in Kontakt mit der gesamten Oberfläche eines flexiblen Bogens gebracht, so dass die Schicht eine glatte Oberfläche erhält.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen anhand der folgenden Beispiele erläutert, ohne dass die Erfindung hierauf begrenzt ist. In den Beispielen sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen.
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Beispiel 1

Eine Gruppe von Magnetbandproben, die jeweils aus einem Polyäthylenterephthalatfilmträger (PET -Träger) mit einem magnetischen überzug darauf bestand, wurde hergestellt. Eine weitere Gruppe von Magnetbandproben wurde hergestellt, die gleich wie die erste Gruppe der Proben war, ausgenommen, dass ein Rückseitenüberzug von 0,7 um Dicke mit der in Tabelle I angegebenen Zusammensetzung auf der Seite des Trägers entgegengesetzt zu der mit der Magnetschicht überzogenen Seite ausgebildet war. Sämtliche Proben hatten eine Gesamtbandstärke von 15,5 μΐη oder weniger, jedoch hatten sie unterschiedliche Werte des Reibungskoeffizienten μ_β auf der Seite entgegengesetzt zur Seite mit dem Magnetüberzug und verschiedene Werte der Bandsteifheit S in der Querrichtung. Der Bandschädigungstest wurde mit diesen Bandproben durchgeführt, welche auf einem Videobandaufzeichner (HR 3600 der Viscot Company of Japan, Ltd.) laufen gelassen wurden.

Die Eigenschaften der getesteten Proben und die Ergebnisse des Tests sind in Tabelle II aufgeführt. Die in Tabelle I aufgeführten Proben 1 bis 5 hatten keinen Rückseitenüberzug und erzielten hohe μ -Werte, während die Proben 6 bis 10 einen Rückseitenüberzug besassen und niedrige μ -Werte erzielten.

Tabelle I Zusammensetzung der Testproben

Probe-Nr.

Magnetschicht Rückseitenüberzug

Träger

1 2

3 4 5

10

Ferromagnetisches

₂o₃)

300 Teile

Pulver (Fe₃O₃)

Vinylchlorid/ Hydroxyäthylacrylat/ Methacrylsäure (Mol-Verhältnis = 90:5:5)

60 Teile

Urethanharz

20 Teile

Lecithin 2 Teile Siliconöl 1,5 Teile XwKein Rückseiten-Überzug

(Zusammensetzung der Rückseitenüberzuges)

Nitrocellulose

30 Teile

¹^ Polyurethanharz S 15 Teile

Polyisocyanat

25 Teile

^CaC03 150 Teile

PET

	Tabelle II	Anwesenheit eines Rück seitenüber zuges	μΒ	STD	enbiequn	aufgetreten	Bandschädi gungsbestän digkeit+)
		Nein	0,60	2,6	σ aufgetretc	D
Probe Nr.	Ergebnisse des Bandschädigungstests	Nein	0,59	3,1		D
1	Band dicke (μπι)	Nein	0,55	3,1		D
2	14,2	Nein	0,65	3,9	D
3	14,4	Nein	0,61	5,4	C
4	13,8	Ja	0,30	3,5	B
5	15,5	Ja	0,30	4,3	B
6	15,5	Ja	0,29	4,5	B
7	15,5	Ja	0,26	5,4	A
8	15,3	Ja	0,28	6,0	A
9	15,5	Die Beständigkeit zur Seitenkantenbiegung Bandentlastung wurde wie folgt bewertet:	während der
10	15,5	A: Keine Seitenkantenbiegung
+■)	15,5	B: Gerii	2n, die
	ige Seitenkant

beim praktischen Gebrauch keine Probleme bietet

C: Seitenkantenbiegung aufgetreten, die Probleme beim praktischen Gebrauch bietet

D: Seitenkantenbiegung aufgetreten/ die grosser als bei der mit C bewerteten Probe'war und die für für praktische Anwendungen unannehmbar war.

Wie sich aus Tabelle II ergibt, hatten die Proben 1 bis 5 ohne Rückseitenüberzug eine Bewertung von D oder C bei ihrer Bewertung ihrer Bandschädigungsbeständigkeit. Der Grund liegt darin, dass ihre Werte μ_ο so hoch wie 0,55 bis 0,61 waren. Der Unterschied

zwischen den Bewertungen D und C ist darauf zurückzuführen, dass der Unterschied hinsichtlich S geringfügig in der mit C bewerteten Probe höher lag als bei den mit D bewerteten Proben» Die Proben 6 bis 10 mit Rückseitenüberzug wurden mit A oder B bewertet. Der Grund liegt darin, dass der Rückseitenüberzug den Wert μ_, merklich verringerte. Der Unterschied zwischen den Bewertungen A und B ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die mit A bewerteten Proben einen geringfügig niedrigeren Wert μ_Ώ und einen höheren S„, -Wert als die mit B bewerteten Proben erzielten.

Beispiel 2

Der Test in Beispiel 1 zeigte, dass Bandproben mit einem geringen Wert μ und einem grossen Wert S_TD gegenüber Bandschädigung äusserst beständig waren. Um diesen Befund näher zu untersuchen, wurden zwanzig Bandproben unter Anwendung einer Magnetschicht mit der in Tabelle I aufgeführten Zusammensetzung, einem Rückseitenüberzug, dessen Zusammensetzung gleichfalls in Tabelle I aufgeführt ist, und PET-Trägerfilmen mit verschiedenen Werten des Young-Moduls in Querrichtung hergestellt. Diese Bänder wurden dem Bandschädigungstest in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterworfen. Die Eigenschaften der getesteten Proben und die Testergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt.

Die Werte der Tabelle III sind in der Fig. 3 als Beziehung zwischen μ_, und S aufgezeichnet. Das Ausmass

B J.D

der Bandschädigung ist durch die geraden Linien A, B, C und D in der Figur angegeben. Die Proben mit Werten μ kleiner als die Punkte auf der Linie A wurden mit A be-

wertet und solche mit Werten μ_ kleiner als die Punkte

auf der Linie B und grosser als die Punkte auf der Linie A wurden rait B bewertet. Die mit C und D bewerteten Proben sind in gleicher Weise definiert. Die teilweise schraffierte Fläche in der Fig. 3 umfasst sowohl mit

A als auch mit B bewertete Proben, die eine kleine Bandschädigung zeigten und keine Probleme beim praktischen Gebrauch bieten. Die Linie B wird durch die folgende Formel wiedergegeben:
10

μ_β = O,1S_TD -0,05 (0,5 < S^ < 6,0)

Deshalb entspricht die Fläche, wo die Werte μ_β kleiner als die Punkte auf der durch diese Formel angegebenen geraden Linie sind dem teilweise schraffierten Bereich der Fig. 3 und es ist lediglich eine geringe Bandschädigung innerhalb dieses Bereiches zu erwarten.

	Tabelle III	Nein	μΒ	STD	Bandschädi- gungsbe- ständig- keit +)
		Nein	0,81	5,2	D
Probe Nr.		Nein	0,68	4,2	D
1	Ergebnisse des Bandschädigungstests	Nein	0,51	2,6	D
2	Bandstärke Anwesenheit (μπι) eines Rück seitenüber zuges	Nein	0,51	4,4	C
3	15,4	Nein	0,47	4,2	C
4	15,1	Nein	0,42	3,8	C
5	14,7	Ja	0,44	3,6	; c
6	15,2	Ja	0,57	6,0	B
7	15,0	Ja	0,51	5,9	B
8	15,0	Ja	0,42	4,9	B
9	14,9	Ja	0,34	4,2	B
10	15,5	Ja	0,32	3,6	B
11	15,5	Ja	0,27	3,8	B
12	15,3	Ja	0,24	3,0	B
13	15,2	Ja	0,15	2,6	B
14	15,1	Ja	0,11	1,9	B
15	15,1	Ja	0,36	5,8	A
16	14,5	Ja	0,28	5,3	A
17	14,2	Ja	0,20	4,2	A
18	13,9	0,15	4,2	A
19	15,5
20	15,4
	15,3
15,3

+) Für die Bewertung der Bandschädigungsbeständigkeit wird auf Tabelle II verwiesen.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne dass die Erfindung hierauf begrenzt ist.

ZS

Leerseite

Claims (3)

1. WIEGAND : NtEMAtW .

   KÖHLER GERNHAROT GlACSER ^{: :}

   PATE NTANWS LT E

   tutoppan Patent Attorney*

   MÜNCHEN TElEFON: 0S9-55M76/7

   CR. E- W=GANDf TELEGRAMME: KARPAlENT

   (19J2 19kO: TELEX. 529068 KARP D

   DK. M. KCHLER
   DiPl -ING. C. GERNHARDT

   HAMBURG

   DIPL.-ING. 1. GLAESER ·.-■.'

   D-8000 MÖNCHEN 2

   DIPL-ING. W. NIEMANN HERZOG-WIIHELM-STR. Ii

   OF COUNSEL

   23. Oktober 1931 W. 44073/81 - Ko/Ne T3/We

   Patentansprüche

   / 1J Magnetisches Aufzeichnungsmaterial, bestehend aus einem Träger und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibungskoeffizient (/i-ß) der Oberfläche gegenüber der Magnetschicht in Querrichtung gegen die Axialrichtung des Lade- oder Umlenlc- « Zapfens unter der geraden Linie entsprechend der ⁷^

   folgenden Formel liegt· und die Gesamtdicke des Materials 15,5 μΐη oder weniger beträgt: , μ_β = O,1S_TD - 0,05,

   worin S die Steifheit des Materials in der Querrichtung ist und 0,5<S_TD < 6,0.
2. 2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass μ_β weniger als 0,30 oder gleich 0,30 ist.
3. 3. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetschicht ferromagnetisches Eisenoxid, ferromagnetiscb.es

   Chromoxid oder ferromagnetische Legierungspulver als ferromagnetisches Pulver enthält.