DE3205004A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, Aufzeichnungsmaterial oder Speichermedium mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer darauf angeordneten Magnetschicht, welches verbesserte Gleiteigenschaften aufweist.

Magnetische Aufzeichnungsmedien, wie Magnetbänder, müssen abriebbeständig sein, da sie stets in Gleitkontakt an Magnetköpfen oder Bandführungen vorbeigeführt werden. Demzufolge müssen sie auf ihren Oberflächen einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen und dürfen kein Haftungs-Rutsch-Verhalten zeigen und kein Rauschen erzeugen. Magnetische Aufzeichnungsmedien müssen weiterhin stabile Laufeigenschaften aufweisen. Diese Eigenschaften sind insbesondere für Videosysteme notwendig, bei denen es erforderlich ist, das Anhaften oder Ankleben zu vermeiden, welches durch Umgebungsbedingungen verursacht wird, die sich von Raumtemperatur und Umgebungsdruck bis zu hohen Betriebstemperaturen und -drücken erstrecken.

Zur Beseitigungen diesbezüglicher Nachteile herkömmlieher magnetischer Aufzeichnungsmedien wurde bereits vorgeschlagen, auf der Oberfläche der Magnetschicht eine Schutzschicht aus Gleitmitteln, wie Wachsen, Paraffin oder dergleichen auszubilden. Die Anordnung einer solchen Schutzschicht ermöglicht jedoch keine zufriedenstellende Lösung der oben angesprochenen Probleme.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein magnetische Aufzeichnungsmedium mit verbesserten Gleiteigenschaften zu schaffen, welches beim Kontakt mit-Magnetkopfen und Bandführungen einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist und ohne Anhaften und Klebe-

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Probleme zu zeigen, in stabiler Weise in Kontakt mit den Magnetköpfen und Bandführungen bewegt werden kann.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch das magnetisqhe Aufzeichnungsmedium gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstandes.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium, welches auf mindestens einer Oberfläche eine Gleitmittelschicht aufweist, die verbesserte Schmiereigenschaften besitzt.

Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium umfaßt somit ein nichtmagnetisches Substrat, eine darauf angeordnete Magnetschicht sowie eine Gleitmittelschicht, die auf mindestens einer Oberfläche des Mediums angeordnet ist und eine Aminverbindung der allgemeinen Formel

R-N -■-■

^(CH₀CH-O) H

enthält, in der R für einen höhermolekularen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen und η für eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 10 stehen.

Der hierin im Zusammenhang mit dem Symbol R verwendete Begriff "höhermolekularer Kohlenwasserstoffrest" steht für einen geradkettigen oder verzweigten, ungesättigten oder gesättigten, aliphatischen höhermolekularen Kohlenwasserstoff rest. Dieser Kohlenwasserstoffrest R kann eine Alky!gruppe, beispielsweise eine Heptylgruppe, eine Oc-ty!gruppe, eine Nonylgruppe, eine Undecy!gruppe, eine Dodecylgruppe, eine Hexadecylgruppe, eine Heptadeeylgruppe, eine Eicosy!gruppe, eine Heneicosylgruppe, eine

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Methylhexylgruppe, eine Methylhexadecylgruppe, eine Xthylheptadecylgruppe oder dergleichen oder eine Alkenylgruppe, beispielsweise eine Heptenylgruppe, eine Heptadecenylgruppe, eine Äthylhexadecenylgruppe oder dergleichen sein.

Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
10

die Fig. 1 bis 3 Schnittansichten von verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums.

Erfindungsgemäß kann die Gleitmittelschicht auf mindestens einer Oberfläche eines nichtmagnetischen Substrats aufgebracht werden, beispielsweise durch Beschichten oder Besprühen mit einer Lösung der Aminverbindung, die eine einzelne Verbindung oder eine Mischung darstellen kann, in einem geeigneten Lösungsmittel, wie einem chlorierten Kohlenwasserstoff, beispielsweise Freon (Warenzeichen der Firma E.I. duPont de Nemours & Co., Inc.), wozu man eine geeignete Auftragseinrichtung, beispielsweise eine Walze verwendet. Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, kann die Gleitmittelschicht 10 als Deckschicht auf der Magnetschicht 12, welche auf dem nichtmagnetischen Substrat 14 vorliegt, angeordnet sein (Fig. 1), oder als Rückschicht auf dem nichtmagnetischen Substrat 14 (Fig. 2) oder als Deckschicht auf der Rückschicht 16 (Fig. 3), die ihrerseits zur Verhinderung elektrostatischer Aufladungen oder zur/Verbesserung der Bandlaufeigenschaften vorgesehen ist.

Bei jenen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die die oben definierte Aminverbindung enthaltende Gleitmittelschicht als Deckschicht auf der Magnetschicht angeord-

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net ist, wird die Gleitmittelschicht in der Weise aufgebracht, daß die Aminverbindung vorzugsweise in einer Menge von etwa 1 bis 1000 mg/m² der Magnetschicht vorliegt, wenngleich die Menge der Aminverbindung nicht unbedingt auf diese Werte begrenzt sein muß.

Die Magnetschicht des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums, auf welche die Gleitmittelschicht aufgebracht wird, kann eine Magnetschicht sein, die man dadurch erhält, daß man eine Mischung aus einem magnetischen oder magnetisierbaren Pulver und einem Bindemittel auf die Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats aufbringt oder die man dadurch erhält, daß man ein ferromagnetisches Metall, wie Kobalt, durch Vakuumabscheidung, Aufsputtern oder Ionenplattierung aufbringt.

Das erfindungsgemäß verwendete nichtmagnetische Substrat kann irgendeines der üblichen Trägermaterialien sein, wie eine flexible, nichtmagnetische Foliengrundlage und eine relativ starre nichtmagnetische Unterlage. Diese Substrate können beispielsweise aus Polyestern, wie Polyäthylenterephthalat. Polyolefinen, wie Polypropylen, Cellulosederivaten, wie Cellulosediacetat und Cellulosetriacetat, Polycarbonaten, Polyimiden, metallischen Materialien, wie Aluminium und Kupfer, Papier oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen.

Die erfindungsgemäß verwendeten magnetischen oder magnetisierbaren Pulver können irgendwelche üblichen magnetisehen oder magnetisierbaren Materialien sein, wie K-Hämatit (y-Fe»Oo), Magnetit (Fe₃O₄), Eisenoxide mit nichtstöchiometrischem Oxidationszustand zwischen /-Hämatit und Magnetit, mit Nichteisenatomen, wie Kobalt, dotiertes y-Hämatit oder Magnetit, Chromdioxid (CrO₂)» Bariumferrit, magnetische oder magnetisierbare Legierungen, wie Eisen-Kobalt-Legierungen (Fe-Co), Kobalt-Nickel-Le-

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gierungen (Co-Ni), Eisen-Kobalt-Nickel-Legierungen (Fe-Co-Ni)," Eisen-Kobalt-Bor-Legierungen (Fe-Co-B), Eisen-Kobalt-Chrom-Bor-Legierungen (Fe-Co-Cr-B), Mangan-Wismuth-Legierungen (Mn-Bi), Mangan-Aluminium-Legierungen (Mn-Al) oder Eisen-Kobalt-Vanadium-Legierungen (Fe-Co-V), Eisennitrid und Mischungen der obigen Materialien miteinander oder mit anderen magnetischen oder magnetisierbaren Materialien.

Das erfindungsgemäß zusammen mit dem magnetischen oder magnetisierbaren Pulver verwendete Bindemittel kann irgendein Harzbindemittel sein, wie beispielsweise ein Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer, ein Vinylchlorid/ Vinylacetat/Vinylalkohol-Copolymer, ein Vinylchlorid/ Vinylacetat/Maleinsäure-Copolymer, ein Vinylchlorid/Vinylpropionat-Copolymer, ein Vinylchlorid/Vinylpropionat/ Vinylalkohol-Copolymer, ein Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymer, ein Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymer, ein Acrylsäureester/Acrylnitril-Copolymer, ein Acrylsäureester/Vinylidenchlorid-Copolymer, ein Methacrylsäureester/Viny.lidenchlorid-Copolymer, ein Methacrylsäureester/Styrol-Copolymer, ein thermoplastisches PoIy-μrethanharz, ein Phenoxyharz, Polyvinylfluorid, ein Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymer, ein Acrylnitril/ Butadien/Acrylsäure-Copolymer, ein Acrylnitril/Butadien/ Methacrylsäure-Copolymer, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetal, ein Cellulosederivat, ein Styrol/Butadien-Copolymer, ein Polyesterharz, ein Phenolharz, ein Epoxidharz, ein hitzehärtbares Polyurethanharz, ein Harnstoffharz, ein Melaminharz, ein Alkydharz, ein Harnstoff/Formaldehyd-Harz oder Mischungen davon oder Mischungen mit anderen ähnlichen harzartigen Bindemitteln.

Als Verstärkungsmaterial für die Magnetschicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums kann man beispielsweise Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliciumoxid oder Mischungen da-

TER MEER· MÜLLER - STEINMgI^TER ^: .^: ,;.\ " '..'Siypy - S82P39 32050

von verwenden.

Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien können weiterhin ein antistatisches Mittel enthalten, wie es üblicherweise für magnetische Aufzeichnungsmedien verwendet wird. Ein Beispiel eines geeigneten antistatisehen Mittels ist feinverteilter Ruß. Weiterhin kann man Dispergiermittel, wie Lecithin oder dergleichen, in die Magnetschicht des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichriungsmediums einarbeiten.

Das. zusammen mit den magnetischen oder magnetisierbaren Teilchen oder Pulvern und dem Bindemittel verwendete organische Lösungsmittel kann beispielsweise ein Alkohol, wie Methanol, Äthanol, Propanol oder Butanol; ein Keton, wie Aceton, Methyläthylketon, Methylisobuty!keton und Cyclohexanon; ein Ester, wie Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Äthyllactat oder Glyköldiacetat; ein Äther, wie Monoäthylather; ein Glykoläther, wie Äthylenglykolmonoäthyläther, Äthylenglykoldimethyläther und Dioxan; ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie Benzol, Toluol oder Xylol; ein aliphatischen Kohlenwasserstoff, wie Hexan oder Heptan; Nitropropan oder eine Mischung davon oder eine Mischung mit anderen geeigneten organischen Lösungsmitteln sein.

Bei jenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums, bei denen die Aminverbindung der oben angegebenen allgemeinen Formel in der Rück schicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet wird, kann die Rückschicht beispielsweise Ruß, wie Ofenruß, Kanalruß, Acetylenruß, thermischer Ruß und Lampen-^ ruß und ein anorganisches Pigment, wie y—FeOOH, 0L-Fe₂O-, Cr₃O₃, TIO₂, ZnO, SiO, SiO₂.2H₂O, Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O, 3MgO.4SiO₂.H₂O, MgCO₃.Mg(OH)₂.3H₃O, Al₂O₃ und Sb₃O₃ enthalten. .

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Es ist von Vorteil, die Aminverbindung der obigen allgemeinen Formel I während des Beschichtungsvorgangs zu ver wenden, da sie wegen der direkten Bindung der Kohlenwasserstoffgruppe an die Aminogruppe gut in Lösungsmitteln gelöst werden kann. Die Aminverbindung zeigt nach der Beschichtung kein Ausblühen und ermöglicht einen hohen Abriebwiderstand, so daß die Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums .günstige Oberflächeneigenschaften besitzt. Wenn als Aminverbindung eine Verbindung der obi gen allgemeinen Formel verwendet wird, in der η eine gan ze Zahl darstellt, mit einem Wert unterhalb der angegebenen Untergrenze, wird das hydrophile Verhalten des Materials so stark, daß die Löslichkeit in der Weise beeinträchtigt wird, daß die Verbindung nicht mehr in stabiler Weise verwendet werden kann. Wenn die Anzahl der Kohlenstoffatome der Kohlenwasserstoffgruppe R zu gering ist, läßt sich keine ausreichende Verminderung des Reibungskoeffizienten erzielen. Wenn die Anzahl der Kohlenstoff atome der Kohlenwasserstoffgruppe R zu groß ist, ergibt sich eine zu starke Steigerung des Schmelzpunkts der Verbindung, was das Ausblühen begünstigt.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Beispiel 1

Man bereitet eine magnetische Beschichtungsmasse der folgenden Zusammensetzung:
30

Bestandteile Menge (Gew.-Teile)

Co-dotiertes /-Fe₂O₃ 100

Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer 20

Polyurethanharz 10

Lecithin 2

Ruß 5

TERMEER- MÜLLER .STEINMSSTgR* ^:,_^; _:" ' \.Sony - S82P39 3205004 _ . , _ ________

Bestandteile Menge (Gew.-Teile)

Cr₂O₃ 3

Methylethylketon 150

Toluol 150

■ .

die Mischung wird in einer Kugelmühle zu der magnetischen Beschichtungsmasse vermählen/ die dann in Form einer Schicht auf die Oberfläche einer Polyäthylenterephthalatfolie aufgebracht wird.

Durch Auflösen von Lauryldiäthanolamin in Freon (Warenzeichen der Firma E.I. duPont de Nemours & Co., Ine.) bildet man eine 1 %-ige Lösung, die man dann auf die Oberfläche der Magnetschicht der erhaltenen Folie in der Weise aufbringt, daß die Aminverbindung in einer Menge von 50 mg/m² vorliegt, wonach man das Material bei Raumtemperatur trocknet. Dann zerschneidet man die Folie zu einer gegebenen Breite und mißt ihr Verhalten als Magnetband. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

Beispiel 2

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 mit dem Unterschied, daß man für die Herstellung des Magnetbandes

Stearyldiäthanolamin anstelle von Lauryldiäthanolamin verwendet. Die Eigenschaften des in dieser Weise erhaltenen Magnetbandes sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.
30

Beispiel 3

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 mit dem Unterschied, daß man für die Herstellung des Magnetbandes anstelle von Lauryldiäthanolamin Diheptaoxyäthylenstearylamin (C₁-H₃₅-N^TCH₂CH₂O)₇_7₂) verwendet. Die Eigen-

TER MEER - MÜLLER . STEINMEISTER .β.Οηγ .r' S82P39 3205

schäften des in dieser Weise gebildeten Magnetbandes sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

5Beispiel4

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 zur Bildung einer magnetischen Beschichtungsmasse, die man dann in Form einer Schicht auf die Oberfläche einer Polyäthylenterephthalatfolie aufbringt. Dann beschichtet man die andere Oberfläche der Polyäthylenterephthalatfolie mit einer Ruß enthaltenden Rückschicht. Anschließend beschichtet man die Rückschicht mit einer 1 %-igen Lösung von Lauryldiäthanolamin in Preon in der Weise, daß die Aminverbindung in einer Menge von 60 mg/m² vorliegt, wonach man das Material trocknet. Das erhaltene Magnetband wird bezüglich seiner Eigenschaften untersucht. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

Beispiel 5

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 zur Bildung " einer magnetischen Beschichtungsmasse, die anschließend in Form einer Schicht auf die Oberfläche einer Polyäthylenterephthalatfolie aufgebracht wird. Dann beschichtet man die andere Oberfläche der Folie mit einerO,1 %-igen Lösung von Lauryldiäthanolamin in Freon, so daß die Aminverbindung in einer Menge von 2,5 mg/m² aufgetragen wird, wonach man das Material trocknet. Man bildet ein Magnetband nach der Verfahrensweise von Beispiel 1 und bestimmt, seine Eigenschaften. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.
35

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Vergleichsbeispiel T «

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem Unterschied, daß man zur Herstellung des Magnetbandes anstelle von Lauryldiäthanolamin Stearinsäure verwendet. Dann bestimmt man die Eigenschaften des Magnetbandes, die ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt sind. ■

Vergleichsbeispiel 2

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem Unterschied, daß man für die Herstellung des Magnetbandes anstelle von Lauryldiäthanolamin Butylstearat verwendet. Die Eigenschaften des in dieser Weise erhaltenen Magnetbandes sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle angegeben. ■■.'."

Vergleichsbeispiel 3

. :

Man bereitet eine magnetische Beschichtungsmasse durch Zugabe von Lauryldiäthanolamin in einer Menge von 4 Gew.~ Teilen zu der Beschiehtungsmasse von Beispiel 1. Dann trägt man die Beschichtungsmasse in einer Form einer Schicht auf die Oberfläche einer Polyäthylenterephthalatfolie unter Bildung einer Magnetschicht auf, wonach man die Folie zu einem Magnetband der gewünschten Breite zerschneidet. Die Eigenschaften dieses Magnetbandes sind ebenfalls in der nachfolgenden. Tabelle angegeben.

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER

Sony· - S82P39

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TABELLE

Eigenschaften der hergestellten Magnetbänder

	Reibungs- Koeffizient	Lebensdauer, Standbild (h)	Ausblühen	Q-Rauschen (Audiotest)
Beispiel 1	0,210 ad	10 - 15	gut	gut
Beispiel 2	0,190	15 - 20	gut	gut
Beispiel 3	0,200	10 - 15	gut	gut
Beispiel 4	0,330 (vor d. Beschichtung)		—	gut
	0,210 (nach d. Beschichtung)
Beispiel 5	0,270 (vor d. Beschichtung)		—	gut
	0,200 (nach d. Beschichtung)
Vergleichs beispiel 1	0,2	keine	mittel	gut
Vergleichs beispiel 2	0,7 - 0,8	15	gut	schlecht
Vergleichs beispiel 3	0,350	0,5 I	gut	mittel

Aus den Ergebnissen der obigen Tabelle ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien überlegene Magnetbandeigenschaften aufweisen. So zeigt das Magnetband des Vergleichsbeispiels 1 zwar einen günstigen Reibungskoeffizienten und günstige Werte bezüglich des Ausblühens und des Q-Rauschens, zeigt jedoch eine extrem niedrige Lebensdauer. Das Magnetband des Vergleichsbeispiels 2 weist einen sehr geringen Reibungskoeffizienten und schlechte Werte bezüglich des Q-Rauschens auf. Das Magnetband des Vergleichsbeispiels 3 zeigt keinerlei günstige Gesamteigenschaften.

Claims (7)

1. PATENTANWÄLTE

   T ER ME ER-MULLE R-STEI NM EISTER

   Beim Europilschen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatolres agrees pres !Office european des brevets

   DipL-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister

   Triftstra3se-f ^ΜϋΠθΓ Artur-Ladebeck-Strasse 51

   D-BOOO MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

   tM/cb 12. Februar 1982

   S82P39 ·

   SONY CORPORATION 7-35 Kitashinagawa 6-chome

   Shinagawa-ku Tokyo 141, Japan

   Magnetisches Aufzeichnurigsmedium

   Priorität: 13. Februar 1981, Japan, Nr. 19798/81

   Patentansprüche

   Xj) Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer Magnetschicht, g e k e η η ζ e i c h η e t durch eine Gleitmittelschicht, die eine Aminverbindung der allgemeinen Formel

   R-N

   in der

   .(CH₀CH₀O) H δ 2. η

   (CH₀CH₀O) H 2. λ η

   TER MEER · MÜLLER · STEINMpJSTER ^{: :} _;' " ^:..^:£_Or.y - S82P39 "i J Π C Π Γ) λ

   R einen höhermolekularen Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen und

   η eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 10 bedeuten,
   enthält.
2. 2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmittelschicht auf der Magnetschicht angeordnet ist, die auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats ausgebildet ist.
3. 3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmittelschicht auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats und die Magnetschicht auf der anderen Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats angeordnet sind.
4. 4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmittelschicht auf der Oberfläche einer Rückschicht angeordnet ist, die auf der Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats ausgebildet ist, und die Magnetschicht auf der anderen Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats angeordnet ist.
5. 5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminverbindung in einer Menge von etwa 1 bis 1000 mg/m² in der Gleitmittelschicht vorliegt.
6. 6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich-5 net, daß die Gleitmittelschicht als Aminverbindung

   TER MEER · MÖLLER · STEINMEISXER . .:.. ' -"..'δΡΛΥ ~ S82P39 3205

   Lauryldiäthanolamin, Stearyldiäthanolamin oder Diheptaoxyäthylenstearylamin enthält.
7. 7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmittelschicht als Aminverbindung Lauryldiäthanolamin, Stearyldiäthanolamin oder Diheptaoxyäthylenstearylamin enthält.