DE3212028C2

DE3212028C2 -

Info

Publication number: DE3212028C2
Application number: DE3212028A
Authority: DE
Inventors: Takehisa Nagano Jp Ohkawa; Kuniichi Saku Nagano Jp Yoda
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1982-03-31
Publication date: 1990-11-08
Also published as: JPS57164425A; US4436786A; DE3212028A1

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf befindlichen magnetischen Auflageschicht, die Magnetpulver, Bindemittel und höhere Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 50°C oder mehr enthält. 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) entwickelt werden sowie häufig dünnere Bänder (mit einer Dicke von 6 bis 18 µm) 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 Bandes in Umgebungen zu verhindern, wo hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeiten herrschen (beispielsweise eine Temperatur von 40 bis 60°C und eine relative Feuchtigkeit von 70 bis 80%).

Bei einem bekannten magnetischen Aufzeichnungsträger der eingangs genannten Art (DE-OS 24 28 690) enthält die Auflageschicht als höhere Fettsäuren ein Gemisch aus aliphatischen Monocarbonsäuren mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen und einem Schmelzpunkt zwischen 50 und 60°C in einer Menge von 0,2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf die Menge des eingesetzten Magnetpulvers. Diese Auflageschicht kann ferner Dispergiermittel, wie Salze von Fettsäuren oder Sojalecithin, in Mengen von 0,5 bis 6 Gew.-% sowie Zusätze wie n-Butylstearat oder andere flüssige Ester, Silikonöl und nicht näher definierte andere Zusätze in Mengen von 0,5 bis 10 Gew.-%, gleichfalls jeweils bezogen auf die verwendete Magnetpulvermenge, enthalten, worauf darauf hingewiesen ist, daß diese Zusätze den Reibungskoeffizienten der magnetischen Auflageschicht nicht oder nur unwesentlich verringern.

Es ist auch ein magnetisches Aufzeichnungsband bekannt (DE-PS 8 77 213), dessen Magnetschicht zwecks Reibungsminderung einen Zusatz aus langkettigen oder hochmolekularen, flüssigen oder plastischen polymeren Silikonen aufweist, beispielsweise einen Zusatz in Form eines polymeren Dimethylsilikons aus mindestens etwa 10 Monomereinheiten, bei denen die Seitenketten vorherrschend Methylgruppen sind.

Desweiteren ist ein magnetischer Aufzeichnungsträger bekannt (DE-OS 29 48 141), dessen magnetische Beschichtung ein hochviskoses Silikonöl mit einer Viskosität von 0,1 m²/s oder mehr in einer Menge von 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittelgewicht, enthält.

Ferner ist ein magnetischer Aufzeichnungsträger bekannt (DE-OS 26 56 143), bei dem die magnetische Beschichtung eine organische Silikonverbindung der Formel

enthält, wobei R und R′ jeweils eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen sind und n eine ganze Zahl von 0 bis 50 ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu schaffen, der auch in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit nicht zum Quietschen, d. h. zu Haft-Gleit-Vibrationen, neigt und stabile Laufeigenschaften hat.

Ausgehend von einem Aufzeichnungsträger der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die höhere Fettsäure einen Schmelzpunkt von 44°C oder mehr hat und bezogen auf das Bindemittelgewicht in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.-% vorgesehen ist, sowie daß die magnetische Auflageschicht in Kombination mit der höheren Fettsäure ein eine Viskosität von 0,1 m²/s oder mehr aufweisendes Silikonöl der allgemeinen Formel

in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Bindemittelgewicht enthält, wobei R für CH₃ und R′ für CH₃, C₆H₅ oder F steht und n eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist, die bei einer Viskosität von 0,1 m²/s den Wert 1300 hat.

Es zeigte sich, daß durch den kombinierten Einsatz einer höheren Fettsäure und eines Silikonöls der angegebenen Art und in den genannten Mengen unerwünschtes Quietschen aufgrund von Reibung zwischen dem sich bewegenden Aufzeichnungsträger und den Magnetköpfen, den Führungen und dergleichen vermieden wird, ohne daß die Gleichförmigkeit der magnetischen Auflageschicht leidet oder Silikonöl ausschwitzt. Der Aufzeichnungsträger hat ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften insbesondere auch in einer Umgebung, wo hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit vorliegen. Der Aufzeichnungsträger hat ferner eine gute Standfestigkeit bei wiederholter Benutzung und Langzeitspeicherung.

Beispiele für Silikonöle, die sich vorliegend eignen, sich 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 0,1 m²/s 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 0,1 m²/s 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 Oberflächengleichförmigkeit 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, 0,2 bis 2 Gew.-%, 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 (γ-Fe₂O₃)
100 Gew.-Teile
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharz	20 Gew.-Teile
Polyurethanharz	5 Gew.-Teile
Silikonöl (Dimethylpolysiloxan, 0,1 m²/s)	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 µm in solcher Menge aufgebracht, daß die Schicht im Trockenzustand eine Dicke von etwa 5 µm 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 (0,1 m²/s) des Ausführungsbeispiels 1 durch ein Silikonöl mit einer Viskosität von 0,3 m²/s 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 Silikonöls auf 1,25 Gewichtsteile erhöht wurde.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Magnetband wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel 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 (0,1 m²/s) des Beispiels 1 ein Silikonöl mit einer Viskosität von 0,1 m²/s 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 60°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit, kontinuierlich laufen gelassen, wobei eine Auswertung auf Quietschgeräusche und dergleichen erfolgte. Die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

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 γ-Fe₂O₃ 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 Fe₃O₄, Co-dotiertem γ-Fe₂O₃, Co-dotiertem Fe₃O₄ 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

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger und einer darauf befindlichen magnetischen Auflageschicht, die Magnetpulver, Bindemittel und höhere Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 50°C oder mehr enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die höhere Fettsäure einen Schmelzpunkt von 44°C oder mehr hat und bezogen auf das Bindemittelgewicht in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.-% vorgesehen ist, sowie daß die magnetische Auflageschicht in Kombination mit der höheren Fettsäure ein eine Viskosität von 0,1 m²/s oder mehr aufweisendes Silikonöl der allgemeinen Formel in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Bindemittelgewicht enthält, wobei R für CH₃ und R′ für CH₃, C₆H₅ oder F steht und n eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist, die bei einer Viskosität von 0,1 m²/s den Wert 1300 hat.

2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl eine Viskosität von 0,3 m²/s hat.

3. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl ein Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 0,1 m²/s ist.

4. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Silikonöl ein Dimethylpolysiloxan vorgesehen ist.

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

6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als höhere Fettsäure Palmitinsäure vorgesehen ist.

7. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel eine Kombination eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharzes mit einem Polyurethanharz ist.

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

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