DE3322746C2

DE3322746C2 - Magnetische Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE3322746C2
Application number: DE19833322746
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Balz; Reinhold Dr Baur; Rainer Dr Feser; Helmut Dr Jakusch; Jenoe Dr Kovacs; Manfred Dr Ohlinger; Peter Dr Rudolf
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2003-06-25
Also published as: DE3322746A1

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger aus einem nichtmagnetischen Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten Magnet schicht aus in einem organischen Polymeren feinverteilten anisotropen magnetischen Material, welches aus einer Mischung aus kobalt-modifizier tem Eisenoxid und Chromdioxid besteht.

Im Rahmen der Weiterentwicklung der Technik der magnetischen Aufzeichnung werden insbesondere bei der magnetischen Bildaufzeichnung an den Aufzeich nungsträger hohe Anforderungen, sowohl hinsichtlich seiner magnetischen, bzw. elektromagnetischen Eigenschaften als auch seiner mechanischen Stabi lität gestellt. Eine Verknüpfung beider vorgenannter Parameter findet sich in der für die Tauglichkeit von Videobändern wesentlichen Homogeni tät und Oberflächenbeschaffenheit der Magnetschicht. Während sich bezüg lich des schichtbildenden Bindemittels eine Vielzahl von physikalisch trocknenden oder vernetzten Polymeren bzw. Polymermischungen bewährt hat, ist hinsichtlich des magnetischen Materials das ferromagnetische Chrom dioxid ein für die meisten Anwendungsfälle geeignetes Material. Es hat sich inzwischen jedoch aus vielen Gründen als notwendig erwiesen, das Chromdioxid mit anderen magnetischen oder auch unmagnetischen Stoffen abzumischen. So werden in der DE-PS 19 55 699 magnetische Aufzeichnungs träger beschrieben, die in der Magnetschicht als magnetisches Material Mischungen aus Chromdioxid und dotierten bzw. undotierten Eisenoxiden in einem Mischungsverhältnis zwischen 1 : 4 bis 4 : 1 aufweisen. Magnetische Aufzeichnungsträger mit entsprechenden Magnetmaterialmischungen haben jedoch den Nachteil, daß die bekanntermaßen ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften des Chromdioxids und die daraus abzuleitende Empfindlich keit des Aufzeichnungsträgers durch den hohen Anteil an Eisenoxiden bereits nachhaltig verschlechtert werden. In DE-A-25 07 420 wird als magnetisches Material für magnetische Aufzeichnungsträger nadelförmiges Eisenoxid, das mit einer Auffällung von 0,1 bis 5 Gew.-% von Oxiden und/ oder Phosphaten mehrwertiger Metalle, z. B. von Chrom, versehen ist, vorge schlagen. Bei den hier auftretenden Chromverbindungen handelt es sich je doch nicht um ferromagnetisches Chromdioxid. Die Zumischung von Chromdioxid in geringen Mengen zwischen 1 bis 30 Gew.-% zum Eisenoxid ist in der JA-AS 19 922/1975 beschrieben, dient jedoch dort zur Verringerung des Ober flächenwiderstands der Magnetschicht. Ein darüberhinausgehender Einfluß ist wegen der geringen Mengen an Chromdioxid nicht zu erwarten.

Es bestand daher die Aufgabe, einen magnetischen Aufzeichnungsträger, der insbesondere für die Videoaufzeichnung geeignet ist, bereitzustellen, der die vorgenannten Nachteile nicht aufweist und bei einwandfreier Oberflä chenbeschaffenheit sowohl hinsichtlich Homogenität und Glätte der Schicht als auch im Band/Kopfkontakt bezüglich Blockieren und Kopfabrieb eine hohe Bildqualität gewährleistet.

Es wurde nun gefunden, daß ein magnetischer Aufzeichnungsträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs die Lösung der gestellten Aufgabe ermöglicht, wenn das magnetische Material in der Magnetschicht aus einer Mischung von nadelförmigem kobalt-modifizierten Eisenoxid und Chromdioxid besteht, mit der Maßgabe, daß der Anteil des Chromdioxids, bezogen auf die Gesamtmenge an magnetischem Material, mehr als 80 und bis zu 95 Gew.-% beträgt, die spezifische Oberfläche nach BET beider magnetischen Materialien größer 20 m²/g und der Wert für die Koerzitivfeldstärke oberhalb von 35 kA/m liegt.

Die geeigneten kobalt-modifizierten Eisenoxide sind wie auch das Chromdi oxid als magnetische Materialien bekannt, ebenso ihre Herstellung. Die Koerzitivfeldstärken der kobalt-modifizierten Gamma-Eisen(III)oxide betra gen 35 bis 70 kA/m, die des Chromdioxids 35 bis 60 kA/m. Es ist zweck mäßig, wenn der Unterschied der Koerzitivfeldstärken der beiden Materia lien in der Mischung 20 kA/m und vorzugsweise 10 kA/m nicht überschrei tet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Werte der Koerzitivfeldstär ken nahezu gleich sind. Die zum Einsatz im erfindungsgemäßen Aufzeich nungsträger geeigneten magnetischen Materialien sollen eine Teilchenlänge zwischen 0,1 bis 1,0 µm, insbesondere zwischen 0,2 bis 0,8 µm und ein Längen-zu-Dickenverhältnis von 10 : 1 bis 20 : 1 aufweisen, ihr Teilchenvolu men beträgt vorteilhafterweise 0,2 · 10^-4 bis 5 · 10^-4, bevorzugt 0,5 · 10^-4 bis 2,0 · 10^-4 µm³. Zudem ist es für die Eignung der entsprechenden Materia lien für den Einsatz bei den erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger wesent lich, daß die spezifische Oberfläche nach BET sowohl für das kobalt-modi fizierte Eisenoxid als auch für das Chromdioxid größer 20 m²/g, bevorzugt größer 25 m²/g ist.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger werden die fein teiligen magnetischen Materialien, das kobalt-modifizierte Gamma-Eisen (III)oxid und das Chromdioxid zusammen mit den üblichen Zusatzstoffen, wie Dispergierhilfsmittel, beispielsweise Natriumoleat, Zinkoleat, Natrium-laurat, -palmitat, -sterat, sowie gegebenenfalls den nichtmagne tischen Füllstoffen, beispielsweise Quarzmehl, Pulver auf Silikatbasis, Aluminiumoxid, Zirkonoxid und den in organischen Lösungsmitteln gelösten Bindemitteln, beispielsweise elastomere Polyurethane, Epoxyharze, Vinyl chlorid-Vinylacetat-Copolymere, mit polyfunktionellen Isocyanaten ver netzte OH-Gruppen-haltige Polyurethane sowie Mischungen davon in einer Dispergiereinrichtung, beispielsweise einer Topf- oder Rührwerksmühle, zu einer Dispersion verarbeitet. Diese Dispersion wird anschließend mit Hilfe üblicher Beschichtungsmaschinen auf den nichtmagnetischen Träger aufgebracht. Als nichtmagnetische Träger lassen sich die üblichen Träger materialien verwenden, insbesondere Folien aus linearen Polyestern, wie Polyethylenterephthalat, ein allgemein in Stärken von 4 bis 20 µm. Bevor die noch flüssige Beschichtungsmischung auf dem Träger getrocknet wird, was zweckmäßigerweise bei Temperaturen von 50 bis 90°C während 1 bis 3 Minuten geschieht, werden die anisotropen Magnetteilchen durch die Ein wirkung eines Magnetfeldes entlang der vorgesehenen Aufzeichnungsrichtung orientiert. Anschließend können die Magnetschichten durch Hindurchführen zwischen geheizten und polierten Walzen, gegebenenfalls bei Anwendung von Druck und Temperaturen von 50-100°C, vorzugsweise 60-90°C, geglättet und verdichtet werden. Die Dicke der Magnetschicht beträgt im allgemeinen 2 bis 6 µm.

Die erfindungsgemäßen feinteiligen Pigmentmischungen zeigen eine ausge zeichnete Dispergierbarkeit mit besonders kurzen Dispergierzeiten und eine hervorragende Homogenität der Dispersion sowie die der daraus herge stellten Videobänder. Die Oberflächenbeschaffenheit der Bänder weist eine ebenfalls hohe Homogenität und Glätte auf, ohne daß dabei beim Betrieb der Bänder ein Blocken auftritt. Dies führt zu besonders rauscharmen Videobändern mit hoher Bildqualität.

Die Erfindung sei anhand folgender Beispiele im Vergleich zu Versuchen nach dem Stand der Technik näher erläutert. Die in den Beispielen und Vergleichsversuchen genannten Teile und Prozente beziehen sich, soweit nicht anders angegeben ist, auf das Gewicht.

Vergleichsversuch 1

640 Teile einer 12,5%igen Lösung eines thermoplastischen Polyesterure thans aus Adipinsäure, Butandiol-1,4 und 4,4′-Diisocyanatodiphenylmethan in einem Gemisch aus gleichen Teilen Tetrahydrofuran und Dioxan sowie 100 Teile einer 20%igen Lösung eines Phenoxyharzes aus Bisphenol A und Epichlorhydrin im gleichen Lösungsmittelgemisch wurden mit 900 Teilen eines Chromdioxids mit einer Koerzitivfeldstärke von 48,5 kA/m und einer spezifischen Oberfläche nach BET von 28,0 m²/g, 2,25 Teilen Zinkoleat und weiteren 660 Teilen des genannten Lösungsmittelgemisches in einer 6000 Volumenteile fassenden und mit 8000 Teilen Stahlkugeln eines Durch messers von 4 bis 6 mm gefüllten Kugelmühle 68 Stunden dispergiert. Anschließend wurden nochmals 640 Teile der genannten Polyesterurethan- Lösung und 100 Teile der Phenoxyharzlösung sowie 18 Teile Butylstearat, 4,5 Teile Stearinsäure und 400 Teile des genannten Lösungsmittelgemisches zugegeben und nochmals 24 Stunden dispergiert. Die erhaltene Dispersion wurde unter Druck durch einen Filter mit 5 µm Poren filtriert und auf eine 14,5 µm dicke Polyethylenterephthalatfolie mittels eines üblichen Linealgießers aufgetragen.

Die beschichtete Folie wurde nach Durchlaufen eines Magnetfeldes zur Aus richtung der magnetischen Teilchen bei Temperaturen zwischen 60 und 80°C getrocknet. Nach der Trocknung wurde die Magnetschicht der beschichteten Folie durch zweimaliges Hindurchführen zwischen beheizten Walzen (85°C un ter einem Liniendruck von 35 kg/cm) verdichtet und geglättet. Die Dicke der Magnetschicht betrug dann 4 µm. Nach dem Schneiden der beschichteten Folie in ½ Zoll breite Videobänder wurden diese auf einem handels üblichen VHS-Recorder der Firma Victor Company of Japan gegen das Bezugs band (OdB) geprüft.

(1) Standbild:

Die Angabe der Dauerstandzeit ist die Zeitspanne (in Minuten), in der eine Bildaufzeichnung auf einem handelsüblichen VHS-Recorder als Stand bild, d. h. bei stehendem Magnetband und rotierendem Kopfrad, bis zum ersten Pegeleinbruch wiedergegeben werden kann.

(2) Videostörabstand (Video SN):

Verhältnis des Luminanzsignals eines 100% Weißbildes zum Rauschpegel, ge messen mit dem Störspannungsmesser UPSF der Firma Rohde und Schwarz (<100 kHz).

Außerdem wurden die Oberflächenrauhigkeit als gemittelte Rauhtiefe R_z ge mäß DIN 4768, Blatt 1 und der Kopfabschliff bestimmt. Der Kopfabschliff wird mit Hilfe eines Meßmikroskops gemessen und in µm angegeben. Zu die sem Zweck wird das Videoband 200 Stunden im Revisierbetrieb (entsprechend 100 Durchläufen) auf einem handelsüblichen VHS-Recorder betrieben und der Kopfabschliff an den serienmäßigen Ferrit-Magnetköpfen gemessen.

Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Vergleichsversuch 2

Es wurde wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle des Chromdioxids 900 Teile eines kobalt-modifizierten Gamma- Eisen(III)oxids mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 27,2 m²/g und einer Koerzitivfeldstärke von 51,6 kA/m eingesetzt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 1

Es wurde wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle der 900 Teile Chromdioxid 845 Teile desgleichen Chromdioxids und 45 Teile des modifizierten Eisenoxids gemäß Vergleichsversuch 2 einge setzt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 2

Es wurde wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle der 900 Teile Chromdioxid 730 Teile desgleichen Chromdioxids und 170 Teile des modifizierten Eisenoxids gemäß Vergleichsversuch 2 einge setzt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 3

Es wurde wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle der 900 Teile Chromdioxid 790 Teile desgleichen Chromdioxids und 110 Teile des modifizierten Eisenoxids gemäß Vergleichsversuch 2 einge setzt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Vergleichsversuch 3

Es wurde wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle der 900 Teile Chromdioxid 450 Teile desgleichen Chromdioxids und 450 Teile des modifizierten Eisenoxids gemäß Vergleichsversuch 2 einge setzt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Vergleichsversuch 4

Es wurde wie Beispiel 2 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle des kobaltmodifizierten Eisenoxids mit einer spezifischen Oberfläche von 18,5 m²/g eingesetzt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Beispiel 4

Es wurde wie in Beispiel 2 beschrieben verfahren, jedoch wurde anstelle des kobaltmodifizierten Eisenoxids mit einer spezifischen Oberfläche nach BET von 27,2 m²/g ein solches mit einer Oberfläche von 35,2 m²/g einge setzt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Tabelle

Claims

Magnetischer Aufzeichnungsträger aus einem nichtmagnetischen Träger material und einer darauf aufgebrachten Magnetschicht, im wesentlichen bestehend aus in einem organischen Polymeren feinverteilten anisotropen magnetischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material aus einer Mischung von nadelförmigem kobalt-modifizierten Eisen oxid und Chromdioxid besteht, mit der Maßgabe, daß der Anteil des Chrom dioxids, bezogen auf die Gesamtmenge an magnetischem Material, mehr als 80 und bis zu 95 Gew.-% beträgt, die spezifische Oberfläche nach BET beider magnetischen Materialien größer 20 m²/g und der Wert für die Koer zitivfeldstärke oberhalb von 35 kA/m liegt.