DE3212028A1

DE3212028A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3212028A1
Application number: DE19823212028
Authority: DE
Inventors: Takeshisa 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: 1982-11-11
Also published as: JPS57164425A; US4436786A; DE3212028C2

Description

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 Kassettenbanddecks, 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 bisher 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 Gleiten allmählich verstärkt, kommt es zu Längsvibrationen des Bandes. Solche Haft-Gleit-Vibrationen sind in erster Linie für das bei Magnetbändern als Quietschen bekannte Phänomen verantwortlich. In jüngster Zeit ist das Quietschproblem besonders akut geworden, weil ein Trend zu hohen magnetischen Aufzeichnungsdichten besteht und

Magnetbänder, beispielsweise Tonkassettenbänder, für niedrige Laufgeschwindigkeiten (z. B. 4,75 cm/s) ent^- wickelt werden 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 dem 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 Ban^ des in Umgebungen zu verhindern, wo hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeiten herrschen (beispielsweise eine Temperatur von 40 bis 60⁰C und eine relative Feuchtigkeit von 70 bis 80 %).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu schaffen, der die vorstehend genannten Nachteile vermeidet und der insbesondere bei· Verwendung als magnetisches Aufzeichnungsband kein Quietschen zeigt sowie ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften vor allem in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit gewährleistet.

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 einer höheren Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44°C oder mehr vorgesehen wird. Dadurch, daß erfindungsgemäß in die magneti-

sehe Auflage'schicht eine kleine Menge eines hochviskosen Silikonöls von hohem Polymerisationsgrad mit bestimmter Viskosität und eine höhere Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44 C oder mehr eingelagert werden, wird ein Magnetband geschaffen, das ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften insbesondere auch 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 zwischen dem laufenden Magnetband und den Magnetköpfen, Bandführungen usw. einstellen würde. Das Magnetband hat ferner eine gute Standfestigkeit bei wiederholter Benutzung und Langzeitspeicherung.

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

I V

(CH₃)₃Si-O-l· Si-O- -Si(CH₃)₃ R ' ' η

wobei R für CH₃ und R¹ für CH₃-C₆H₅ oder F steht und η eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist. Die Viskosität des Silikonöls beträgt 100.000 cSt oder mehr. Beispiele solcher 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 Erfindung kommt es darauf an, daß es sich bei dem verwendeten Silikonöl um ein hochviskoses Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr bzw. um ein Öl mit hohem Polymerisationsgrad handelt. Wesentlich ist also die Viskosität des Silikonöls und nicht der speziell

vorgesehene Öltyp. Wenn die Viskosität des Silikonöls außerhalb des genannten Bereichs, d. h. unter 100,000 cSt liegt, kommt es zu einer erheblichen Wanderung des Öls innerhalb der magnetischen Auflageschicht des Magnetbands. 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 an der Oberfläche der magnetischen Auflageschicht und dergleichen.

Bei den vorliegend in Verbindung mit den hochviskosen Silikonölen verwendeten höheren Fettsäuren handelt es sich zweckmäßig um Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure und dergleichen. Diese Fettsäuren haben einen Schmelzpunkt von 44 C oder mehr, und sie sorgen für einen hohen Schmiereffekt. Die genannten höheren Fettsäuren lassen sich allein oder in Kombination miteinander vorsehen.

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 höheren Fettsäuren, verwendet wird, läßt sich, wie gefunden wurde, der Gehalt an Silikonöl auf einen Bereich beschränken, innerhalb dessen die Oberflächen-

gleichförmigkeit der magnetischen Auflageschicht nicht nachteilig beeinflußt wird, während andererseits Quietscheffekte in vollem Umfang ausgeschlossen werden können. Der Gehalt an hochviskosem Silikonöl beträgt vorliegend, bezogen auf das Bindemittelgewicht, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gew.SS, während die höhere Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44°C oder mehr in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.% vorgesehen ist. 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 der Auflageschicht. Letzteres führt vor allem zu einer Verschmutzung der Magnetköpfe. Wird eine höhere Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44 C oder mehr in großer Menge (beispielsweise 6 Gew.% oder mehr) in die magnetische Auflageschicht eingelagert, 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 die höhere Fettsäure in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.% in die magnetische Auflageschicht eingebracht 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 beschränken die Wanderung des Öls innerhalb der magnetischen Auflageschicht, und das Öl gestattet es dem Magnetband, seine Anfangskennwerte auf befriedigende Weise selbst nach wiederholter Anwendung oder langzeitiger Speicherung beizubehalten.

Dadurch, daß andererseits die Silikonöle in Kombination mit anderen Schmiermitteln, insbesondere höheren Fettsäuren mit einem Schmelzpunkt von 44°C oder mehr, benutzt werden, ist es möglich, die Mengen beider Stoffe mit Bezug auf das Bindemittel so klein zu halten, 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 das Silikonöl und die höhere Fettsäure in die magnetische Auflageschicht eines Magnetbands einzubringen, werden sie zweckmäßig in das Beschichtungsmaterial während dessen Zubereitung in solchen Mengen eingemischt, daß das Silikonöl 0,2 bis 2 Gew.% und die höhere Fettsäure 0,5 bis 4 Gew.%, bezogen auf das Bindemittel, 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

Palmitinsäure 0,5 Gew.-Teile

Methyläthylketon 120 Gew.-Teile

Toluol 40 Gew.-Teile

Cyclohexanon 40 Gew.-Teile

wurden in eine Kugelmühle eingebracht und 20 Stunden lang

gemischt und dispergiert, um ein magnetisches Beschichtungsmaterial zu erhalten. Das so gewonnene magnetische Beschichtungsmaterial wurde auf einen Polyäthylenterephthalatfilm mit einer Dicke von 7 ,um in solcher Menge aufgebracht, daß die Schicht im Trockenzustand eine Dicke von etwa 5 /;m hatte. Nach dem Trocknen wurde die Schichtoberfläche des Films mit Hilfe von heißen Kalanderwalzen spiegelglatt gemacht. Der so erhaltene Film wurde unter Bildung eines Tonkassettenbands 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 Gewichtsteilen 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 keine Palmitinsäure benutzt wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Das Vorgehen des Ausführungsbeispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Menge des verwendeten SiIi-

* « «VW*

konöls auf 1,25 Gewichtsteile erhöht wurde. Vergleichsbeispiel 4

Ein Magnetband wurde auf die gleiche Weise wie im AusfUhrungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge an Palmitinsäure auf 1,5 Gewichtsteile 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 Gewichtsteilen benutzt wurde.

Jedes der entsprechend den vorstehenden Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Magnetbänder wurde in ein Kassettenbandgerät eingelegt und in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, nämlich 60⁰C und 70 % relative Luftfeuchtigkeit, kontinuierlich laufen gelassen, wobei eine Auswertung auf Quietschgeräusche und dergleichen erfolgte. Die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt .

Ausführungsbeispiel 1

Ausführungsbeispiel 2

Vergleichsbeispiel 1
Vergleichsbeispiel 2
Vergleichsbeispiel 3

Vergleichsbeispiel 4
Vergleichsbeispiel 5

Menge des zugesetzten Schmiermittels (Gewichtsteile)

Häufigkeit des

Silikon- Palmitin- Auftretens von

öl säure Quietschen

0,05

0,25

0,5

0,05

0,25

0,25
1,25

0,25

0,5
1,5

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

0,5

0,5 0,5

Bemerkungen

Ausschwitzen auf
der Bandoberfläche

ro

CD

K) CO

Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, ist es auf die erläuterte Weise möglich, nicht nur das Quietschen eines Magnetbands 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 Beispielen wurden T-Fe^O-j als Magnetpulver und eine Kombination eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharzes mit einem Polyurethanharz als Bindemittel benutzt. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Magnetpulver, beispielsweise Pulver aus Fe-O., Co-dotiertem r-Fe^O-, Co-dotiertem Fe-jO. 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 einer höheren Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44°C oder mehr enthält.

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

0 \

(CH₃)₃Si-O-l Si-O- I-Si(CH₃)

vorgesehen ist, wobei R für CH₃ und R¹ für CH₃, C₀H₅ 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 Silikonöl ein Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 100.000 cSt ist.

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

FERNSPRECHER: 089/6012039 · KABEL: ELECTiUCPATENT MÜNCHEN

- 2 polysiloxan mit einer Viskosität von 300.000 cSt ist.

6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als höhere Fettsäure Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure und dergleichen vorgesehen ist.

7. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als höhere Fettsäure Palmitinsäure 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 höhere Fettsäure 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.