DE3212030A1

DE3212030A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3212030A1
Application number: DE19823212030
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: 1982-11-11
Also published as: US4416947A; JPS57164426A

Description

- 4 DE-77

TDK Electronics Co., Ltd.

13-1, Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku,

Tokyo, Japan

Magnetischer Aufzeichnungsträger

Die Er findung 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 oss 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. Sol che Haft-Gleit-Vibrationen sind in erster Linie für das als Quietschen bekannte Phänomen bei Magnetbändern verantwortlich. In jüngster Zeit ist das Quietschproblem besonders akut geworden, weil ein Trend in Richtung auf hohe magnetische Aufzeichnungsdichten besteht und Magnetbänder, beispielsweise Tonkassettenbänder, für niedrige Laufgeschwindigkeiten (z.B. 4,75 cm/s) entwickelt wurden sowie häufig dünnere Bänder (mit einer Dicke von 6 bis 18 iim) 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, Fluor öl, 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 insbesondere bei 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 einem höheren Fettsäureester aus einer höheren Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44° C oder mehr und einem einwertigen Alkohol mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen vorgesehen wird. Dadurch, daß erfindungsgemäß in die magnetische Auflageschicht eine kleine Menge eines hochviskosen Silikonöls von hohem Polymerisationsgrad mit bestimmter Viskosität und ein höherer Fettsäureester eingelagert werden, der aus einer höheren Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44° C oder mehr und einem einwertigen Alkohol mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen gebildet ist, 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 andern fulls aufgrund der Reibung des laufenden Magnetbandes mit den Magnotköpfen, Band führungen usw. einstellen würde. Das Magnetband hat ferner eine gute Standfestigkeit bei wiederholter Benutzung und langzeitiger Speicherung.

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

— 7 —

(CH₃)₃Si - O - Si - O -\ Si(CH₃)

wobei R für CH„ und R' für CH'■„.C,H- oder F steht und η J 3 ο 5

eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist, und wobei die Viskosität bei 100.000 cSt oder mehr liegt. Beispiele solcher Silikonöle sind Dimethylpolysiloxan, Methylphenylpolysiloxan, Methylfluorpolysiloxan und dergleichen. Bei diesen Silikonöl'en 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 es sich bei dem verwendeten Silikonöl um ein hochviskoses Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr bzw. um ein Öl von 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 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.

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Bei den vorliegend vorgesehenen, in Verbindung mit den hochviskosen Silikonölen verwendeten höheren Fettsäureestern handelt es sich um Fettsäureester aus einer höhe~ ren Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44° C oder mehr und einem einwertigen Alkohol mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, die für einen hohen Schmiereffekt sorgen. Beispiele solcher Ester sind Butylmyristat, Butylpalmitat, Propylstearat, Butylstearat und dergleichen. Diese höheren Fettsäureester lassen sich allein oder in Kombination miteinander vorsehen.

Die hochviskoson 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 SiIikonöl 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, wie insbesondere höheren Fettsäureestern, 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 vorzugsweise 0,2 bis 2 Gew.Z bezogen auf das Gewicht eines Bindemittels, während eine höhere Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44° C oder mehr bevorzugt 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, was u.a. zu Verschmutzung des Magnetkopfes führt. Wird der höhere Fettsäureester, wie er vorliegend als Schmiermittel in Kom bination mit dem Silikonöl vorgoschtrn wird, in der magnetischen Auflageschicht in übermäßig großer Munge verwendet, 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 höhere Fettsäureester in einer Menge von 0,5 bis 3 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 dessen Wanderung 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,

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wie höheren Fettsäureestern, benutzt werden, ist es möglich, die Mengen beider mit Bezug auf das Bindemittel klein zu halten, 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 das Silikonöl und den höheren Fettsäureester in die magnetische Auflageschicht eines Magnetbands einzubringen, werden sie zweckmäßig in das Beschichtungsmaterial während dessen Zubereitung in solchen Mengen eingemischt, daß das SiIikonöl 0,2 bis 2 Cow.% und der höhere Fettsäureester 0,5 bis 3 Gew.% des Bindemittels ausmachen.

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

Ausführungsbeispiel 1

Magnetisches Eisenoxid (jf-Fe„0~) 100 Gewichtsteile

Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharζ 20 Gewichtsteile

Polyurethanharz 5 GewichtsteiIe

Silikonöl (Dimethylpolysiloxan, 0,05

100.000 cSt) bis 0,5 GewichtsteiIe

Butylpalmitat 0,25 Gewichtsteile

Methyläthylketon ' 120 Gewichtsteile

Toluol . 40 Gewichtsteile

Cyclohexanon 40 Gewichtsteile

-Jj-

wurden in eine Kugelmühle eingebracht und 20 h lang gemischt und dispergiert, um ein magnetisches Beschichtungsmaterial zu erhalten. Das so gewonnene magnetische Beschichtungsmaterial wurde auf einen Polyäthylen- terephtalatfilm mit einer Dicke von 7 μω in solcher Menge aufgebracht, daß die Schicht im Trockenzustand eine Dicke von etwa 5 ßm hatte. Nach dom 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 zerschnitten.

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 kein Butylpalmitat benutzt wurde.

Vergleichsbeispiel 3

Das Vorgehen des Ausführungsbeispiels 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Menge des verwendeten Silikonöls auf 1,25 Gewichtsteile erhöht' wurde.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Magnetband wurde auf die gleiche Weise wie im Ausführung&bülspiol 1 her gestellt, mit dor Ausnahme, daß die Menge an Butylpalmitat auf 1,25 Gewichtsteile erhöht wurde.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Magnetband wurde entsprechend dem Ausführungsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß an Stelle 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 vorstehend genannten Ausfiihrungsbcispiölen und Vergleichsbcispielen hergestellten

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Menge des zugesetzten Schmiermittels (Gew.teile)

Silikonöl Butylpalmitat

Ausführungsbeispiel 1

Ausführungsbeispiel 2

Vergleichsbeispiel 1 Vergleichsbeispiel 2 Vergleichsbeispiel 3 Vergleichsbeispiel 4 Vergleichsbeipiel 5 Häufigkeit des Auftretens v.Quietschen

Bemerkungen

0,05	0,25	25
0,25	0,25	10
0,5	0,25	0
0,05	0,25 .	10
0,25	0,25	0
-	0,25	100
0,25	-	30
1,25	0,25	5
0,25	1,25	80
0,5	0,25	70
1,5	0,25	30

Ausschwitzen auf der Bandoberfläche

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 wJ odor ho I tor 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 als Magnetpulver auch Fe~O,, Co-dotiertes T-Fe„0o, Co-dotiertes Fe~0, 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 dory, I ο i chon ), Disporn iontun i t t öl (al ίphnLi&chc Siiiirooslor, l'ho.-iplin t out or , höhorv Alkohole und derg 1 oichan ) sowie andere herkömmliche Zusatzstoffe zuzusetzen.

Claims

Ο·": 3212C30

PATENTANWALT* DlFL-ING"'GEKHARD SCHWAN

ELFENSTRASSE 32 · D-8Ü0Ü MÖNCHEN 83

TDK Electronics Co., Ltd.

13-1, Nihonbashi 1-chome» Chuo-ku,

Tokyo, Japan

Ansprüche

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 höheren Fettsäureester aus einer höheren Fettsäure mit einem Schmelzpunkt von 44° C oder mehr und einem einwertigen Alkohol mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält.
2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dull ein SiJ ikonö.1 dor allgemeinen Formel

(R (CH₃)₃ Si - O -|Si - 0-J Si(CH₃)

'r'

vorgesehen ist, wobei R für CH„ und R' für CH„,CJi_ oder F steht und η eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist.

FERNSPRECHER: 089/6012039 ■ TELEXj 52 2S89 elp» ά ■ KABEL: EUCTRICPATENT MÜNCHEN
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 Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 300.000 cSt ist.
6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als höherer Fettsäureester Butylmyristat, Butylpalmitat, Propylstearat, Butylstearat oder dergleichen vorgesehen ist.
7. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als höherer Fettsäureester Butylpalmitat 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 3 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 Kunststoff Um ist.
11. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Auflageschicht zusätzlich ein Antistatikum und ein Dispersionsmittel enthält.