DE3211976A1

DE3211976A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3211976A1
Application number: DE19823211976
Authority: DE
Inventors: Takehisa Nagano Ohkawa; Kuniichi Saku Nagano Yoda
Original assignee: Tdk Electronics Co Ltd Tokyo; TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1982-10-21
Also published as: JPS57164427A; US4409300A

Description

TDK Electronics Co., Ltd.
13-1 Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku, Tokyo/Japan

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf befindlichen magnetischen Auflageschicht. Die magnetische Auflageschicht besteht dabei aus einem innigen Gemisch von
Magnetpulvern in einem Bindemittel. Ein solcher Aufzeichnungsträger eignet sich insbesondere als magnetisches
Aufzeichnungsband für Ton- oder Videoaufzeichnungen oder zur Verwendung in elektronischen Rechnern.

Ein magnetisches Aufzeichnungsband läuft beim Einsatz
in Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten, beispielsweise Kassettendecks, in Kontakt mit Magnetköpfen, Bandführungen, Andruckrollen, Tonrollen und dergleichen. Infolgedessen ist es notwendig, daß das magnetische Aufzeichnungsband einen niedrigen Reibungskoeffizienten sowie ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften hat. Wenn jedoch das magnetische Aufzeichnungsband läuft, wird zuweilen ein wechselndes Haften und Rutschen an der Kontaktstelle zwischen der magnetischen Auflageschicht und
den Magnetköpfen oder Bandführungen beobachtet. Wenn
sich dieses wechselnde Haften und Rutschen allmählich
verstärkt, kommt es zu Längsvibrationen des Bandes. Solche Haft-Gleit-Vibrationen sind bei Magnetbändern in erster Linie für das als Quietschen bekannte Phänomen verantwortlich. In jüngster Zeit ist das Quietschproblem
besonders akut geworden, weil ein Trend in Richtung auf
hohe magnetische Aufzeichnungsdichten besteht und Magnet-

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bänder, beispielsweise Tonkassettenbänder, für niedrige Laufgeschwindigkeiten (z. B. 4,75 cm/s) entwickelt wurden sowie häufig dünnere Bänder (mit einer Dicke von 6 bis 18 /jm) benutzt werden.

Um bei diesen Magnetbändern stabile Laufeigenschaften zu gewährleisten, wird herkömmlicherweise in dem magnetischen Beschichtungsmaterial neben einem Bindemittel ein Schmiermittel vorgesehen, beispielsweise in Form von höheren Fettsäuren oder deren Derivaten, flüssigem Paraffin, Rizinusöl, Fluoröl, Molybdändisulfid, pulverförmigem Graphit und dergleichen. Keines dieser Schmiermittel kann jedoch dem Magnetband eine ausreichende Schlüpfrigkeit verleihen. Insbesondere sind diese Schmiermittel nicht in der Lage, stabile Laufeigenschaften zu gewährleisten und ein Quietschen des Bandes in einer Umgebung zu verhindern, wo hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeiten herrschen (beispielsweise eine Temperatur von 40 bis 60 C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 70 bis 80 %).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu schaffen, der die vorstehend genannten Nachteile vermeidet und der insbesondere frei von dem genannten Quietsch-Phänomen bei Verwendung als magnetisches Aufzeichnungsband ist sowie ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften vor allem in Umgebungen gewährleistet, wo hohe Temperaturen und/ oder hohe Luftfeuchtigkeit herrschen.

Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe dadurch lösen läßt, daß in der magnetischen Auflageschicht eine Kombination aus einem hochviskosen Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr und einem Sorbitanfettsäureester vorgesehen wird. Dadurch, daß erfindungs-

gemäß in die magnetische Auflageschicht eine kleine Menge eines hochviskosen Silikonöls von hohem Polymerisationsgrad mit bestimmter Viskosität und ein Sorbitanfettsäureester eingelagert werden, wird ein Magnetband geschaffen, das ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften insbesondere in einer Umgebung hat, wo hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeiten herrschen. Gleichzeitig ist dieses Magnetband frei von störendem Quietschen, das sich andernfalls auf Grund der Reibung des laufenden Magnetbandes mit den Magnetköpfen, Bandführungen und dergleichen einstellen würde. Das Magnetband hat ferner eine gute Dauerhaftigkeit bei wiederholter Benutzung und Langzeitspeicherung.

Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Silikonölen handelt es sich vorzugsweise um hochviskose Silikonöle der allgemeinen Formel

(CH₃)₃Si-O-( Si-O-) -Si(CH₃)₃

wobei R für CH₃ und R¹ für CH₃-C^H₅ oder F steht und η eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist. Dabei liegt die Viskosität des Öls bei 100.000 cSt oder mehr. Beispiele für solche Silikonöle sind Dimethylpolysiloxan, Methylphenylpolysiloxan, Methylfluorpolysiloxan und dergleichen. Bei diesen Silikonölen handelt es sich um an sich bekannte Öle, die in verschiedenen Qualitäten handelsüblich zur Verfügung stehen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt es darauf an, daß das verwendete Silikonöl ein hochviskoses Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr bzw. ein Öl von hohem Polymerisationsgrad ist. Wesentlich ist also die Viskosität des Silikonöls und nicht der speziell vor-

gesehene Öltyp. Wenn die Viskosität des Silikonöls außerhalb des genannten Bereichs, das heißt unter 100.000 cSt, liegt, kommt es zu einer erheblichen Wanderung des Öls innerhalb der magnetischen Auflageschicht des Magnetbandes. Der Schmiereffekt des Öls läßt sich dann nicht über lange Zeitdauern aufrechterhalten; das unerwünschte Quietschen kann nicht ausreichend unterdrückt werden. Wenn andererseits der Gehalt an Silikonöl in der magnetischen Auflageschicht in dem Bemühen, die gewünschten Effekte zu erreichen, übermäßig gesteigert wird, kommt es zu nachteiligen Auswirkungen, wie Ausschwitzen des Öls zu der Oberfläche der magnetischen Auflageschicht und dergleichen.

Die vorliegend in Verbindung mit den hochviskosen Silikonölen verwendeten Sorbitanfettsäureester sind Monoesier, Diester und Triester aus Sorbitolen und höheren Fettsäuren. Beispiele solcher Ester sind Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat, Sorbitandistearat, Sorbitantristearat, Sorbitanmonooleat und dergleichen. Der Handelsname eines typischen Esters dieser Gruppe ist "Span". Die genannten Ester können allein oder in Kombination miteinander vorgesehen sein.

Die hochviskosen Silikonöle erlauben es in hervorragender Weise, Quietschen zu unterdrücken. Sie haben jedoch nicht notwendigerweise eine gute oder überhaupt brauchbare Kompatibilität mit Bindemitteln. Wenn daher ein solches Silikonöl in großer Menge in die magnetische Auflageschicht eingebracht wird, besteht die Möglichkeit, daß die Oberflächengleichförmigkeit beeinträchtigt wird. Dadurch, daß vorliegend jedoch ein derartiges Silikonöl in Verbindung mit anderen Schmiermitteln, insbesondere Sorbitanfettsäureestern, verwendet wird, läßt sich, wie gefunden wurde, der Gehalt an Silikonöl

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auf einen Bereich beschränken, innerhalb dessen die Oberflächengleichförmigkeit der magnetischen Auflageschicht nicht nachteilig beeinflußt wird, während andererseits Quietscheffekte in vollem Umfang vermieden werden können. Der Gehalt an hochviskosem Silikonöl beträgt vorliegend vorzugsweise 0,2 bis 2 Gew.% bezogen auf das Bindemittel, während der Gehalt des in Kombination damit benutzten Sorbitanfettsäureesters bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 4 Gew.% liegt. Wird das Silikonöl in die magnetische Auflageschicht in übermäßig großer Menge (beispielsweise 5 Gew.% oder mehr) eingebracht, kommt es zu ungünstigen Auswirkungen, beispielsweise mangelnder Gleichförmigkeit der Oberfläche der magnetischen Auflageschicht und Ausschwitzen des Öls an der Oberfläche dieser Schicht, was unter anderem zur Verschmutzung der Magnetköpfe führt. Wird der vorliegend in Kombination mit dem Silikonöl als Schmiermittel vorgesehene Sorbitanfettsäureester in der magnetischen Auflageschicht in großer Menge verwendet (beispielsweise 6 Gew.% oder mehr) kommt es gleichfalls zu einem Ausschwitzen an der Schichtoberfläche und zu nachteiligen Effekten, wie Verschmutzung der Magnetköpfe. Dadurch, daß das Silikonöl in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.% und der Sorbitanfettsäureester in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.% in die magnetische Auflageschicht eingelagert werden, läßt sich das Quietsch-Phänomen in ausreichender Weise beherrschen, während zugleich nachteilige Effekte, wie Oberflächenungleichförmigkeit der magnetischen Auflageschicht, Ausschwitzen und dergleichen, vermieden sind.

Die hohe Viskosität oder der Polymerisationsgrad des vorliegend verwendeten Silikonöls beschränkt die Wanderung des Öls innerhalb der magnetischen Auflageschicht, und das Öl gestattet es dem Magnetband, seine Anfangs-

kennwerte auf befriedigende Weise selbst nach wiederholter Anwendung oder iangzeitiger Speicherung beizubehalten. Dadurch, daß andererseits die Silikonöle in Kombination mit anderen Schmiermitteln, insbesondere Sorbitanfettsäureestern, benutzt werden, ist es möglich, die Mengen beider mit Bezug auf das Bindemittel kleinzuhalten, so daß die Bindefähigkeit des Bindemittels nicht beeinträchtigt ,wird und keine unerwünschten Phänomene, wie Ausschwitzen und dergleichen, auftreten. Auf diese Weise werden die verschiedenen Eigenschaften des Magnetbands nicht nachteilig beeinflußt.

Um ein Silikonöl und einen Sorbitanfettsäureester in eine magnetische Auflageschicht eines Magnetbands einzubringen, werden diese Stoffe zweckmäßig in das Beschichtungsmaterial während dessen Zubereitung in solchen Mengen eingemischt, daß das Silikonöl 0,2 bis 2 Gew.% und der Sorbitanfettsäureester 0,5 bis 4 Gew.% des Bindemittels ausmachen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie von Vergleichsbeispielen näher erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

Magnetisches Eisenoxid (T-Fe₂O₃) 100 Gew.-Teile

Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharz 20 Gew.-Teile

Polyurethanharz 5 Gew.-Teile Silikonöl (Dimethylpolysiloxan,

100.000 cSt) 0,05-0,5 Gew.-Teile

Sorbitanmonostearat (Span 60) 0,5 Gew.-Teile

Methyläthylketon 120 Gew.-Teile

Toluol 40 Gew.-Teile

Cyclohexanon 40 Gew.-Teile

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wurden in eine Kugelmühle eingebracht und 20 Stunden lang gemischt und dispergiert, um ein magnetisches Beschichtuncjsrnaterial zu erhalten. Das so gewonnene magnetische Beschichtungsmaterial wurde auf einen PoIyäthylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 7/um in solcher Menge aufgebracht, daß die Schicht im Trockenzustand eine Dicke von etwa 5/jm hatte. Nach dem Trocknen wurde die Schichtoberfläche des Films mit Hilfe von heißen Kalanderwalzen spiegelglatt gemacht. Der so erhaltene Film wurde unter Bildung eines Tonkassettenbandes in 3,81 mm breite Streifen unterteilt.

Ausführungsbeispiel 2

Ein Magnetband wurde in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Silikonöl (100.000 cSt) des Ausführungsbeispiels 1 durch ein Silikonöl mit einer Viskosität von 300.000 cSt in einer Menge von 0,05 bis 0,25 Gew.-Teilen ersetzt wurde.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Magnetband wurde entsprechend dem Vorgehen des Ausführungsbeispiels 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Silikonöl weggelassen wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Magnetband wurde gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 gefertigt, mit der Ausnahme, daß kein Sorbitanmonostearat benutzt wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Das Vorgehen des Ausführungsbeispiels 1 wurde wiederholt,

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mit der Ausnahme, daß die Menge des verwendeten Silikonöls auf 1,25 Gew.-Teile erhöht wurde.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Magnetband wurde auf die gleiche Weise wie im AusfUhrungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge an Sorbitanmonostearat auf 1,5 Gew.-Teile erhöht wurde.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Magnetband wurde entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß anstelle des Silikonöls (100.000 cSt) des Beispiels 1 ein Silikonöl mit einer Viskosität von 10.000 cSt in einer Menge von 0,5 oder 1,5 Gew.-Teilen benutzt wurde. Jedes der entsprechend den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Magnetbänder wurde in ein Kassettenbandgerät eingelegt und in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit, nämlich 60⁰C und 70 % relative Luftfeuchtigkeit, kontinuierlich laufen gelassen, worauf eine Auswertung auf Quietschgeräusche und dergleichen erfolgte. Die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt .

Menge des zugesetzten
Schmiermittels (Gewichtsteile)

Häufigkeit des

Silikon- Sorbitan- Auftretens von

öl monostearat Quietschen (%)

Bemerkungen

Ausführungsbeispiel 1

Ausführungsbeispiel 2

Vergleichsbeispiel 1
Vergleichsbeispiel 2
Vergleichsbeispiel 3

Vergleichsbeispiel 4

0,05

0,25

0,5

0,05

0,25

0,25
1,25

0,25

Vergleichsbeispiel 5 0,5

1,5

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Ausschwitzen auf der Bandoberfläche

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Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, ist es auf die erläuterte Weise möglich, nicht nur das Quietschen eines Magnetbandes zu beseitigen und stabile Laufeigenschaften in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit in vollem Umfang zu gewährleisten, sondern auch für eine gute Dauerhaftigkeit bei Langzeitspeicherung und wiederholter Benutzung zu sorgen.

Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wurden T-Fe~O„ als Magnetpulver und eine Kombination eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharzes mit einem Polyurethanharz als Bindemittel benutzt. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Magnetpulver, wie Pulver aus Fe-O,, Co-dotiertem T-Fe^O-, Co-dotiertem Fe-O, und dergleichen in Frage kommen, sowie daß als Bindemittel andere konventionelle Harze oder Kombinationen von Harzen eingesetzt werden können. Es ist ferner möglich, dem magnetischen Beschichtungsmaterial Antistatika (Metallseifen, tertiäre Ammoniumsalze und dergleichen), Dispersionsmittel (aliphatische Säureester, Phosphatester, höhere Alkohole und dergleichen) sowie andere herkömmliche Zusatzstoffe zuzusetzen.

Claims

Ansprüche

1.] Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf befindlichen magnetischen Auflageschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Auflageschicht ein hochviskoses Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr in Kombination mit einem Sorbitanfettsäureester enthält.

2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Silikonöl der allgemeinen Formel

(CH₃)₃Si-O-l Si-O- -Si(CH₃)₃ R¹ /n

vorgesehen ist, wobei R für CH₃ und R¹ für CH₃, C₄H₅ oder F steht und η eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist.

3. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl eine Viskosität von 300.000 cSt hat.

4. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikoriöl ein Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 100.000 cSt ist.

5. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl ein Dimethyl-

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- 2 polysiloxan mit einer Viskosität von 300.000 cSt ist.

6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorbitanfettsäureester Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat, Sorbitandistearat, Sorbitantristearat, Sorbitanmonooleat und dergleichen vorgesehen sind.

7. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorbitanfettsäureester Sorbitanmonostearat vorgesehen ist.

8. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf das Gewicht eines Bindemittels, das Silikonöl in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.% und die Sorbitanfettsäure in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.% vorgesehen sind.

9. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel eine Kombination eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharzes mit einem Polyurethanharz ist.

10. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger ein flexibler Kunststoffilm ist.

11. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Auflageschicht zusätzlich ein Antistatikum und ein Dispersionsmittel enthält.