DE3327278A1

DE3327278A1 - Magnetisches aufzeichnungsmaterial mit einer magnetschicht auf einer seite eines traegers und einer nichtmagnetischen tio-schicht auf der anderen seite

Info

Publication number: DE3327278A1
Application number: DE19833327278
Authority: DE
Inventors: Yukio Mito Ibaraki Matsumoto
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1982-07-29
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1984-02-02
Also published as: JPS6222167B2; DE3327278C2; US4532178A; JPS5922230A

Description

Π Λ·**" Λ * " '* Dipl.-Ing. H.Tiedtke

ReLLMANN - fclRAMS " OTRUIF

Dipl.-Chem. G. Buhling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Dipl.-Ing. K. Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 202 3000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89-537377 cable: Germaniapatent Müro

28. Juli 1983

DE 3202

case G4-8317-GK

Victor Company of Japan,Limited Yokohama, Japan

Magnetisches Aufzeichnungsmaterj a 1 mit einer Magnetschicht auf einer Seite eines Trägers und einer nichtma.gn.et is ehe η TiO-Schicht auf der anderen Se--ite.

Die Erfindung betrifft magnetische Aufzelchnungsmaterι a I ι en mit verbesserten Eigenschaften, wie Haltbarkeit, Laufgleichmäßigkpit und elektromagnetischen Wand 1 e re J rjonscha f t en . Drr •hier verwendete Ausdruck "magnetisches Aufzeichnungsmaterial" umfaßt Videobänder, Tonbänder, magnetische Au fze ι chnung.splatten und ähnliche bekannte magnetische Aufzeichnungsmaterial ι e π.

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Magnetische Au f/ρ ι chnunqsnia t er ι a 11 en enthalten im allgemeinen einen Träger und eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die auf einer Seite des Trägers ausgebildet ist, Damit während der Aufzeichnung und Wiedergabe ein gleichmäßiges Ablaufen des magnetischen Au fzp ι chnungsma t e r ι π 1 s ermöglicht wird, wurden Versuche unternommen, bei denen eine magnetische Schicht auf einer Seito eines Trägers ausgebildet wird und din gegenüberliegende Seite den Trägers aufgerauht oder mit einer Mischung· von CaCO, und einem Bindemittel beschichtet wird, um eine CaCO , -Sch ι cht auf der gegenüberliegenden Seite zu bilden.

Das Aufrauhen des Trägers auf der gegenüberliegenden Seite der magnetischen Schicht führt leicht dazu, daß die magnetische Schichtoberfläche ebenfalls aufgerauht wird, so daß die elektromagnetischen Wandlereigenschaften des resultierenden Aufze ιchnungsmate π als schlecht werden. Andererseits hat das magnetische Aufzeichnungsmaterial, bei dem auf der gegenüberliegenden Seite eine CaCO ,-Schi eht ausgebildet ist, um die Laufgleichmäßigkeιt zu gewährleisten, die folgenden Nachteile. Obwohl das Material in der Anfangsphase der Aufzeichnung und Wiedergabe gleichmäßig abläuft, wird das Material nach Ablaufen von einigen hundert Betriebszyklen infolge der Tatsache beeinträchtigt, daß die CaCO,-Schicht während des Ablaufvorgangs abgeschabt wird, wodurch der Reibungskoeffizient zunimmt. Somit erniedrigt sich der Effekt von CaCO, auf die L aufgleichmäßιgke11 beträchtlich, was eine Verschlechterung der Laufleistung des Materials bewirkt.

Die Aufgabe der fr findung liegt in der f3ere ι t s t ρ 1 lung eines magnetischen Aufzeichnungsmaterials mit verbesserter Haltbarkeit auf seiner nicht-magnetischen Schichtseite, das während der Aufzeichnung und Wiedergabe über eine lange

O OZ. I L

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Zeitdauer gleichmäßig laufen bzw. abgespielt u/erden kann.

Ferner soll ein magnetisches Aufzeichnungsmaterjal ?ur Verfügung gestellt werden, das auf einer Seite eine Magnetschicht und auf der entgegengesetzten Seite eine nichtmagnetisch^ 1iO-Grundschicht aufweist. Insbesondere sollen magnetische Aufzeichnungsbänder mit ausgezeichneten Lichtabschi rmeigenschaf ten zur Verfugung gestellt u/erden, durch welche keine Funktionsstörung bei der Aufnahme stattfindet, wenn das magnetische Aufzeichnungsband beim Durchlassen des Lichtes durch ein transparentes Bandende erfaßt wird.

Die Lösung der vorstehenden Aufgabe wird durch ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial erreicht, das einen Träger,

eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die auf einer Seite 15

des Trägers ausgebildet ist und eine nicht-magnetische
Schicht enthält, die auf der anderen Seite des Trägers ausgebildet ist und TiO enthält. Die nicht-magnetische Schicht kann aus einer Dispersion von TiO-Teilchen j η einem Bindemittelharzhergestellt sein. Alternativ kann die nichtmagnetische Schicht aus einem im Vakuum abgeschiedenen TiO hergestellt sein. Insbesondere wenn die Dispersion von
TiO-Teilchen in einem Bindemittelharz verwendet wird, kann Ruß bis zu etwa 70 Gew.-?o des verwendeten TiO hinzugesetzt „p. werden, wodurch die Lichtdurchlässigkeit des Materials beträchtlich verbessert wird.

Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmaterial besitzt eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf einer Seite OQ des Trägers und eine nicht-magnetische Schicht auf der anderen Seite. Die Aufzeichnungsschicht ist aus magnetischen Teilchen hergestellt, die durch und durch in einem Bindern lttelharz dispergj-ert sind.

Die magnetische Aufzeichnungsschicht ist von keinem spezifischen Typ, sondern kann irgendein bekannter Typ sein.

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Beispielsweise können die magnetischen Teilchen aus herkömmlichen magnetischen Materialien hergestellt u/erden, die in Abhängigkeit vom Typ des Au fzeichnungsma t on al s in

c zu/eckmäßiger Weise verwendet werden. Dies gilt für Bindemittel, die die magnetischen Teilchen darin dispergieren. Die magnetischen Materialien und die Bindemittel zur Verwendung in dem magnetischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung u/erden kurz erläutert.

Brauchbare magnetische Materialien sind beispielsweise ferromagnetische Eisenoxide, etwa Gamma-Fe^O, und Fe,0. mit oder ohne zusätzliche Metalle, etwa Co, Ni Mn und dergleichen, ferromagnetische Metalle, etwa Fe, Co, Ni und der gleichen und Legierungen davon. Diese Metalle oder Legierungen können zusätzliche Metalle, etwa Al, Cr, Mn, Cu und der gleichen enthalten. Andere ferromagnetische Materialien, etwa CrO„ können ebenfalls verwendet werden.

Bindemittel für diese magnetischen Materialien können irgendwelche bekannte thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze und Mischungen davon sein. Typische Beispiele von thermoplastischen Harzen sind Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymere, Acrylester-Styrol-Copolymere, Methacrylester-Styrol-Copoiymere, Acrylester-Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylester-Vinylidenchlorid-Copolymere, Urethan-Elastomere, Cellulosederivate, Vinylchlorid-Vmylacetat-Vinylalkohol-Terpolymere und verschiedene andere synthetische Kautschukharze. Beispiele von wärmehärtbaren Harzen sind Phenolharze, Epoxyharze, Alkydharze, Siliconharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Mischung von Isocyanaten und Polyolen und ähnliche Harze. Diese sowohl thermoplastischen als auch wärmehärtbaren Bindemittelharze können einzeln oder in Kombination verwendet werden.

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JOZ / Z /ö

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Bei der praktischen Durchführung werden die magnetischen Materialien in in Lösungsmittel·) aufgelösten Bmdemittelharzen dispergiert. Die resultierende Dispersion \i/ird auf p- einen Träger aufgebracht und zur Bildung einer Magnetschicht auf dem Träger in üblicherweise gehärtet. Typische Lösungsmittel für Bindemittel sind Alkohole, etwa Methanol, Ethanol und der gleichen, aromatische Verbindungen, etwa Xylol, Toluol, Benzol und dergleichen,· Ketone, etwa Aceton, Methyl-

-^q ethylketon, Methylisobutylketon und der gleichen und Mischungen davon. Selbstverständlich kann die Dispersion ferner irgendwelche bekannten Zusatzstoffe, etwa Dispergiermittel, Schmiermittel, Schleifmittel, antistatische Mittel, oberflächenaktive Mittel und der gleichen enthalten, wie

2g sie gut bekannt sind.

Geeignete Träger sind beispielsweise Filme, Folien und Platten aus einer Vielzahl von Materialien. Typische Materialien sind synthetische oder halbsynthetische Harze, etwa Polyester, Polyolefine, Cellulosederivate und dergleichen, Metalle, wie Aluminium, Kupfer und dergleichen, Gläser oder Keramiken. Von diesen werden synthetische Harze, einschließlich Polyester, vorzugsweise verwendet.

Erfindungsgemäß sollte das Aufzeichnungsmaterial, die eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf einer Seite davon aufweist, einenicht-magnetische TiO-Grundschicht auf der anderen Seite aufweisen. Die TiO-Grundschicht wird beispielsweise gebildet, indem man eine Dispersion von TiO-Teiichen in einem in einem Lösungsmittel gelösten Bindemittel auf den Träger auf dessen anderer Seite aufbringt, anschließend trocknet und unter geeigneten Bedingungen von 30° C bis 100° C härtet. Die getrocknete Schicht- hat gewöhnlich eine Dicke von 0.05 bis 10 μπι, vorzugsweise 0.5 bis 5 μηη. Die TiO-Teilchen, die für die obigen Zwecke brauchbar sind, haben im allgemeinen eine Durchschnittste ιlchen-

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größe von 0.01 μΐη bis etwa 5 μπι, vorzugsweise unter etwa 1 μιη.

Das so erhaltene Aufzeichnungsmaterial mit der TiO-Grundschicht weist einen kleinen Reibungskoeffizienten auf und kann somit gleichmäßig ablaufen, selbst nach einer großen Zahl von wiederholten Laufzyklen. Daneben hat ein solches Aufzeichnungsmaterial ein gutes Signal/Rausch-Verhältnis bzw. einen guten Rauschabstand und eine geringe

Lichtdurchlässigkeit. Diese geringe Lichtdurchlässigkeit

ist sehr vorteilhaft, wenn das Aufzeichnungsmaterial in Form eines Bandes in einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätetyp eingesetzt wird, der einen Mechanismus zum Erfassen des transparenten Bandendes durch einen Photosensor auf-15

weist. Dies hat seinen Grund darin, weil die TiO-Schicht, die auf der gegenüberliegenden Seite der magnetischen Schicht ausgebildet ist, eine so geringe Lichtdurchlässigkeit aufweist, daß der Bandenden-Detektormechanismus ohne Funktionsstörung arbeiten kann.
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Die zur Dispergierung der TiO-Teilchen brauchbaren Bindemittel können solche sein, die vorstehend bei der magnetischen Aufzeichnungsschicht beschrieben worden sind. Synthetische Copolymere, von denen typische Vertreter Vinyl-

chlorid-Vinylacetat-Copolymere sind, werden bevorzugt verwendet. Dieser Typ von nicht-magnetischer Schicht wird gewöhnlich aus einer Zusammensetzung hergestellt, die 10 bis 80 Gew.-?o eines Bindemittels und entsprechend 90 bis 20

„_Ω Gew.-?o TiO-Teilchen enthält, die in dem Bindemittel dispergiert sind. Selbstverständlich kann die Zusammensetzung ferner verschiedene Zusätze enthalten, die denjenigen ähnlich sind, die unter Bezugnahme auf die Magnetschicht erwähnt sind.

j. -;. ., » . -j ο ί. ι ι. ι υ

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Zur u/eiteren Verbesserung, insbesondere der Lichtabschirmeigenschaft und des Rauschabstandes wird RuO zu der Dispersion der TiO-Te liehen in einem Bindemittel hinzugesetzt. Ruß wird in einer Menge bis zu 70 Ge\i/.-?i des verwendeten TiO eingesetzt und es hat eine ähnliche Durchschnitt-steilchengröße wie die TiO-Teilchen. Es ist zu bemerken, daß dae Durchschnittsteilchengrößen von sowohl TiO- als auch Rußteilchen vorzugsweise unterhalb der Dicke der gebildeten

jQ TiO-Schicht liegen sollten, damit ein unerwünschter Abriesverlust der Aufzeichnungsköpfe und andere Metallteile des Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes vermieden wird. Falls beispielsweise die TiO-Schicht mit einer Dicke von etwa 2 (im ausgebildet wird, sollten die TiO- und Rußteilchen vorzugsweise unter. 2 μιη liegen.

Bei der obigen Ausführungsform wird die TiO-Schicht aus einer Dispersion von TiO-Teilchen in einem Bindemittel gebildet, jedoch kann sie durch Vakuumabscheidung einer kontinuierliehen Schicht von TiO auf einen Träger durch irgendeine bekannte Technik gebildet werden. In diesem Falle hat die TiO-Schicht, die alleine aus TiO hergestellt ist, eine Dicke von 0.02 bis 10 μπι, wodurch ähnliche ausgezeichnete Eigenschaften erhalten werden.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Mischung von 400 Gewichtsteilen gamma-Fe»0,, 100 Gewichtsteilen Polyurethan, AO Gewichtsteilen Uinylchlorid-Uinylacetat-Copolymer, 4 Gewichtsteilen Eige lblecithin, 600 Gewichtsteilen Methylethylketon und 600 Gewichtsteilen Toluol wurde 20 Stunden lang in einer Sandmühle vermischt, wodurch ein magnetischer Anstrich erhalten wurde.

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Dieser Anritrich wurde auf einer Oberfläche eines Po 1 yes te r f" ι Ims aufgebracht, anschließend getrocknet, kalandert und zur Bildung einer Magnetschicht mit einer

Dicke von 5.5 μπι gehärtet.
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Mischungen von 10 Geuichtsteilen Vinylchlorid-Vmylacetat-Copolymer, 10 Gewicht steilen Polyurethan, 80 Gewichtsteilen TiO-Teilchen mit verschiedenen TeilchengröGen, 250 Gewichts-

teilen Methylethylketon und 250 Geu/ichtsteilen Toluol mit 10

oder ohne Zusatz von bis zu 70 Gew.-?i, bezogen auf die TiO-Teilchen, Rußteilchen mit verschiedenen Durchschnittsteilchengrößen wurden in einer Sandmühle in ausreichendem Maße vermischt. Jede Mischung wurde auf den Polyester film auf

der gegenüberliegenden Seite der Magnetschicht-tragenden 15

Seite aufgebracht, danach getrocknet, kalandert und bei 45° C gehärtet, um eine etwa 1 μιη dicke TiO-Grundsch ι cht zu erhalten.

Das so erhaltene Aufzeichnungsmaterial, das eine Magnetschicht auf der einen Seite und eine nicht-magnetische TiO-Grundschicht auf der anderen Seite hat, wurde zur Bestimmung des Rauschabstandes, des Reibungskoeffizienten nach 200 Wiedergabezyklen und der Lichtdurchlässigkeit getestet.

_op. Hierbei wurde der Rauschabstand gemessen, indem ein Signal von 4 MHz aufgezeichnet und wiedergegeben wurde und als Relativvi/ert, bezogen auf den Rauschabstand eines magnetischen Referenzmaterials ausgedrückt. Die L ιchtdurchlässig-

keit wurde unter Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge

QQ von 900 nm bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

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- 11 -

Tabelle

RuG

Probe Durch- _Dufch_ _{Menge Rausch}_ Reibungs- lichtdurchf 1 h - Schnitts- bezo- ab- koeffi- lässigkeit Nr. große UCn teilchen- gen _stand zient {%) Y₁O größe auf TiO (μπι) ■ (μ"ΐ) (Gew.SS)

1	0.01	-	0	1.7	0.257	0.17
2	0.50	-	0	1.4	0.213	0.19
3	1.00	-	0	1.5	0.198	0.19
4	1.50	-	0	0.9	0.204	0.23
5	0.50	0.01	30	1.4	0.233	0.13
6	0.50	0.01	50	1.6	0.204	0.06
7	0.50	- 0.01	70	1.7	0.242	0.03
8	0.50	0.5	50	1.5	0.211	0.07
9	0.50	1.0	50	1.4	0.229	0.10
10	0.50.	1.5	50	0.8	0.231	0.10
' 11	0.50	1.5	30	0.9	0.215	0.16
12	0.50	0.01	90	1.6	0.305	0.01
13	0.005	-	0	1.4	0.321	0.12
14	nichts	-	nichts	0.5	0.380	0.53

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Aus den vorstehenden Ergebnissen ergibt sich, daß das

magnetische Aufzeichnungsmaterial mit einer nicht-maqnetischen Schicht von TiO-Teilchen, deren Durchschnitts-(-teilchengröße bei etii/a 1 μπι oder darunter liegt, einen kleinen Reibungskoeffizienten aufwies, einen guten Rauschabstand und eine geringe Lichtdurchlässigkeit hatte. Wenn die Schichtdicke auf etwa 5 μηι erhöht wurde, wurden ähnliche Ergebnisse unter Verwendung von TiO-Teilchen mit , p. einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 μπι erhalten. Dies gilt auch für den Ruß. Ein RuQgehalt über 70 % ist nachteilig, weil der Reibungskoeffizient schlechter wird.

Beispiel 2

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß TiO auf der gegenüberliegenden Seite des

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Trägers unter einem Vakuum von 10 mmHg (1,33 χ 10 Pa) in einer Dicke von 0.5 μπι aufgebracht wurde. Die magnetisehe Aufzeichnungsschicht wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse sind ähnlich wie diejenigen der Probe Nr. 3 von Beispiel 1.

Claims

Patentansprüche

ί 1J Magnetisches Aufzeichnungsmaterial, gekennzeichnet ' durch einen Träger, eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die auf einer Seite des Trägers ausgebildet ist und eine nicht-magnetische Schicht, die auf der anderen Seite des Trägers ausgebildet ist und TiO enthält.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-magnetische Schicht aus einer Dispersion von TiO Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0.01 bis 5 μπι in einem Bindemittelharz hergestellt ist.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion 20 bis 90 Geu/.-?o TiO-Teilchen und entsprechend 80 bis 10 Ge\i/.-?o Bi ndemi t telharz enthält.
4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die TiO-Teilchen eine Durchschnittsteilchengröße aufweisen, die kleiner als die Dicke der nichtmagneti sehen Schicht ist.
5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich bis zu 70 Ge\i/.-?i Ruß, bezogen auf die verwendeten TiO-TeJlchen enthält.

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6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die nicht-magnetische Schicht eine kontinuierlich im Vakuum abgeschiedene TiO-Schicht ist.