DE3327278C2

DE3327278C2 - Magnetaufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3327278C2
Application number: DE3327278A
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: 1985-12-12
Also published as: US4532178A; DE3327278A1; JPS5922230A; JPS6222167B2

Abstract

Es wird ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Träger, einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf einer Seite des Trägers und einer nicht-magnetischen Schicht mit einem Gehalt von TiO auf der anderen Seite beschrieben. Die nicht-magnetische Schicht wird aus einer Dispersion von TiO-Teilchen in einem Bindemittelharz hergestellt oder sie ist eine kontinuierliche, im Vakuum abgeschiedene TiO-Schicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetaufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Magnetaufzeichnungsmaterialien wie z. B. Videobänder, Tonbänder und Magnetaufzeichnungsplatten sollten haltbar sein und eine gute Ablaufstabilität sowie gute elektromagnetische Wandlereigenschaften zeigen.

Magnetaufzeichnungsmaterialien enthalten im allgemeinen einen Träger und eine Magnetäufzeichnungsschicht, die auf einer Seite des Trägers ausgebildet ist. Um während der Aufzeichnung und der Wiedergabe ein gleichmäßiges Ablaufen des Magnetaufzeichnungsmaterials zu ermöglichen, wurde bei einem bekannten Magnetaufzeichnungsmaterial auf einer Seite eines Trägers eine Magnetaufzeichnungsschicht ausgebildet, und die entgegengesetzte Seite des Trägers wurde aufgerauht oder mit einer aus CaCOi und einem Bindemittel bestehenden Schicht beschichtet.

Das Aufrauhen des Trägers an der Seite, die der Magnetaufzeichnungsschicht entgegengesetzt ist, führt leicht dazu, daß die Oberfläche der Magnetaufzeichnungsschicht ebenfalls aufgerauht wird, so daß die elektromagnetischen Wandlereigenschaften des erhaltenen Magnelaufzelchnungsmaterials schlecht werden. Andererseits weist ein Magneiaufzelchnungsmaterial, auf dessen Träger an der Seite, die der Magnetaufzeichnungsschicht entgegengesetzt ist, eine CaCOi enthaltende Schicht ausgebildet ist, um eine gute Ablaufstabilität zu gewährleisten, den Nachteil auf, daß es nur in der Anfangsphase der Aufzeichnung und der Wiedergabe gleichmäßig abläuft, well die CaCOi enthaltende Schicht im Verlauf von einige hundertmal wiederholten Aufzeichnungs- und Wiedergabezyklen abgeschabt wird, wodurch der Reibungskoeffizient zunimmt und die Wirkung von CaCOi auf die Ablaufstabilität beträchtlich vermindert wird.

Aus der DE-OS 25 22 780 ist ein Magnetaufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem die nichtmagnetische Schicht Teilchen eines anorganischen Pigments wie z. B. Titandloxid, Siliciumdioxid oder Zinkoxid enthalten kann. Die anorganischen Pigmente haben die Funktion, die Oberflächenrauhigkeit auf 0,2 bis 1,0 μιη und den Oberflächenwiderstand auf 10' U oder weniger einzustellen. Das als Beispiel für ein anorganisches Pigment erwähnte, weiße Titandloxid leistet jedoch keinen Beitrag zu den Llchtabschirmeigenschaften des Aufzeichnungsmaterials, und das aus der DE-OS 25 22 780 bekannte Magnetauf-Zeichnungsmaterial hat auch noch keine vollständig befriedigende Haltbarkelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff von Patentanspruch 1 beschriebene Magnetaufzeichnungsmaterial in der Weise zu verbessern, daß es gute Lächtabschirmetgenschaften, ein ausgezeichnetes Signal/Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) und eine gute Abriebfestigkeit hat, so daß es zur Aufnahme und zur Wiedergabe lange gleichmäßig ablaufen gelassen bzw. abgespielt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Magnetaufzeichnungsmaterial gelöst, bei dem die nichtmagnetische Schicht Titanmonoxid enthält.

Die nichtmagnetische Schicht kann aus einer Dispersion von Titanmonoxidteilchen In einem Bindemittelharz oder alternativ durch Aufdampfen von Titanmonoxid im Vakuum hergestellt werden. Zu der Dispersion von Titanmonoxidteilchen In einem Bindemittelharz kann der Ruß in einer auf die Titanmonoxidteilchen bezogenen Menge bis zu etwa 70 Gew.-% gegeben werden, wodurch die Lichtabschirmeigenschaften des Magnetaufzeichnungsmaterials beträchtlich verbessert werden.

Die Magnetaufzeichnungsschicht Ist aus magnetischen Teilchen, die überall In in einem Bindemittelharz disperglert sind, hergestellt.

Die magnetischen Teilchen können z. B. aus üblicherweise verwendeten magnetischen Materialien hergestellt werden, die wie das Bindemittelharz in Abhängigkeit von dem Typ des herzustellenden Magnetaufzeichnungsmaterials gewählt werden.

Geeignete magnetische Materialien sind ferromagnetische Elsenoxide wie z. B. γ- Fe2Oi und FeiO₄ oder Mn, ferromagnetische Metalle wie z. B. Fe. Co oder Ni und Legierungen davon. Diese Metalle oder Legierungen können zusätzliche Metalle wie z. B. Al, Cr, Mn oder Cu enthalten. Andere ferromagnetische Materialien wie ζ. Β. CrO₂ können ebenfalls verwendet werden.

Als Bindemittelharze zum Dispergieren dieser magnetischen Materialien werden bekannte thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze und Mischungen davon verwendet. Typische Beispiele von thermoplastischen Harzen sind Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylldenchlorid-Copolymere, Acrylester-

Styrol-Copolymere, Methacrylester-Styrol-Copoiymere, Acrylester-Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylester-Vinylidenchlorid-Copolymere, Urethan-EIastomere, Cellulosederivate, Vinylchlorid-Vlnylacetat-Vinylalkohol-Terpolymere und verschiedene andere synthetische Kautschukharze. Beispiele von wärmehärtebaren Harzen sind Phenolharze, Epoxyharze, Alkydharze, Sllconharze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Mischungen von Isocyanaten und Polyolen und ähnliche Harze. Sowohl die thermoplastischen als auch die wärmehärtbaren Binde- mittelharze können einzeln oder in Kombination verwendet werden.

Zur Herstellung einer Dispersion werden die magnetischen Materialien in in Lösungsmitteln aufgelösten Bindemittelharzen dispergiert. Die erhaltene Dispersion wird auf einen Träger aufgebracht und zur Bildung einer Magnetaufzeichnungsschicht auf dem Träger in üblicher Weise gehärtet. Typische Lösungsmittel für Bindemiuelharze sind Alkohole wie z. B. Methanol und Ethanol, aromatische Verbindungen wie z. B. Aceton, ι ο Methylethylketon und Methylisobutylketon und Mischungen davon. Die Dispersion kann ferner bekannte Zusatzstoffe, wie z. B. Dispergiermittel, Schmiermittel, Schleifmittel, Antistatikmittel und oberflächenaktive Mittel enthalten.

Geeignete Träger sind beispielsweise Filme, Folien und Platten aus verschiedenen Materialien. Typische Materialien für den Träger sind synthetische und halbsynthetische Harze wie z. B. Polyester, Polyolefine und ι-Cellulosederivate, Metalle wie z. B. Aluminium und Kupfer, Gläser und keramische Werkstoffe. Von diesen werden synthetische Harze, einschließlich Polyester, vorzugsweise verwendet.

Die nichtmagnetische Schicht wird beispielsweise gebildet, indem man eine Dispersion von Titanmonoxidleilchen in einem in einem Lösungsmittel gelösten Bindemittel auf die Seite des Trägers, die der Magnetaufzeichnungsschicht entgegengesetzt ist, aufbringt, anschließend trocknet und unter geeigneten Bedingungen bis 30⁰C 2<i bis 100° C härtet. Die getrocknete nichtmagnetische Schicht hat im allgemeinen eine Dicke von 0,05 bis 10 μτη, vorzugsweise 0,5 bis 5 μπι. Geeignete Titanmonoxidteilchen für die Bildung der Dispersion haben im allgemeinen eine Durchschnittsteilchengröße von 0,01 um bis etwa 5 μΐη, vorzugsweise unter etwa 1 μπι.

Das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmaterial weist einen kleinen Reibungskoeffizienten auf und kann somit gleichmäßig ablaufen und zwar selbst nach einer großen Zahl von wiederholten Aufzeichnungs- und :< Wiedergabezyklen. Ferner zeigt ein solches Aufzelchungsmateria! ein gutes S/N-Verhältnis und eine geringe Llchldurchlässigkeit. Diese geringe Lichtdurchlässigkeit Ist sehr vorteilhaft, wenn das Magnetaufzeichnungsmaterial in Form eines Bandes in einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät eingesetzt wird, das eine Mechanismus zum Erfassen des transparenten Bandendes durch einen Photosensor aufweist, denn die nichtmagnetische Schicht, Seite des Trägers, die der Magnetaufzeichnungsschicht entgegengesetzt ist, ausgebildet ist, weist eine so 3« geringe Lichtdurchlässigkeit auf, daß der Bandenden-Detektormechanismus ohne Funktionsstörung arbeiten kann.

Die zur Dispergierung der Titanmonoxidteilchen geeigneten Bindemittelharze können solche sein, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der Herstellung der Magnetaufzeichnungsschicht beschrieben worden sind. Synthetische Copolymere, von denen typische Vertreter Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere sind, werden bevorzugt. Dieser Typ der nichtmagnetischen Schicht wird Im allgemeinen aus einer Masse hergestellt, die 10 bis 80 Gew.% eines Blndernittelharzes und entsprechend 90 bis 20 Gew.-% Titanmonoxidteilchen enthält, die in dem Bindemittel dispergiert sind. Die Masse kann ferner verschiedene Zusätze enthalten, die denjenigen ähnlich sind, die im Zusammenhang mit der Magnetaufzeichnungsschicht erwähnt worden sind.

Zur weiteren Verbesserung Insbesondere der Lichtabschirmeigenschaften und des S/N-Verhälinisses wird Ruß 4» zu der Dispersion der Titanmonoxidteilchen in einem Bindemittelharz gegeben. Der Ruß wird In einer Menge bis zu 70 Gew.-%, bezogen auf das Titanmonoxld, eingesetzt, wobei der Ruß eine ähnliche Durchschnittsteilchengröße wie die Titanmonoxidteilchen hat. Es ist zu bemerken, daß die Durchschnittsteilchengröße sowohl der Titanmonoxidteilchen als auch des Rußes vorzugsweise unterhalb der Dicke der nichtmagnetischen Schicht liegen sollte, damit ein unerwünschter Abriebsverlust der Aufzelchungsköpfe und anderer Metallteile des Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes vermieden wird. Wenn die nichtmagnetische Schicht z. B. mit einer Dicke von etwa 2 μπι ausgebildet wird, sollte die Durchschnittstellchengröße der Titanmonoxidteilchen und des Rußes vorzugsweise unter 2 μπι liegen.

Die nichtmagnetische Schicht kann auch dadurch gebildet werden, daß eine kontinuierliche Titanmonoxidschicht durch ein bekanntes Verfahren im Vakuum auf einen Träger aufgedampft wird, in diesem Fall hat die Mi nichtmagnetische Schicht, die nur aus Titanmonoxld besteht, eine Dicke von 0,02 μπι bis 10 μιτι, wobei ähnliche ausgezeichnete Eigenschaften erhalten werden.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 400 Gewichtsteilen γ- Fe₂O₃, 100 Gewichtsteilen Polyurethan, 40 Gewichtsteilen Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, 4 Gewichtsteilen Eigelblecithln, 600 Gewichtsteilen Methylethylketon und 600 Gewichtstellen Toluol wurde 20 h lang in einer Sandmühle vermischt, wodurch eine Dispersion erhalten wurde.

Die erhaltene Dispersion wurde auf eine Oberfläche einer als Träger dienenden Polyesterfolie aufgebracht, anschließend getrocknet, kalandert und zur Bildung einer Magnetaufzeichnungsschicht mit einer Dicke von 5,5 «> μιτι gehärtet.

Mischungen aus 10 Gewichtstellen Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, 10 Gewichtsttilen Polyurethan, SO Gewichtstellen Methylethylketon und 250 Gewichtsteilen Toluol mit oder ohne Zusatz von bis zu 70 Gew.-*, bezogen auif die Titanmonoxidteilchen, Ruß mit verschiedenen Durchschnittstellchengrößen wurden In einer Sandmühle In ausreichendem Maße vermischt. Jede Mischung wurde auf die Seite der Polyesterfolie, die der ft? Seite, die die Magnetaufzeichnungsschicht trägt, entgegengesetzt Ist, aufgebracht, danach getrocknet, kalandert und bei 45° C gehärtet, wobei eine etwa 1 μπι dicke nichtmagnetische Schicht erhalten wurde.

Das erhaltene Magnetaufzeichnungsmaterlal, das eine Magnetaufzeichnungsschicht auf der einen Seite und

eine nichtmagnetische Schicht mit Titanmonoxid auf der anderen Seite des Trägers aufweist, wurde zur Bestimmung des S/N-Verhältnisses, des Reibungskoeffizienten nach 200 Wiedergabezyklen und der Lichtdurchlässigkeit untersucht. Das S/N-Verhältnis wurde gemessen, indem ein Signal von 4 MHz aufgezeichnet und wiedergegeben wurde, und als Relativwert, bezogen auf das S/N-Verhältnis eines zum Vergleich dienenden Magnetaufzeichnungsmaterials, ausgedrückt. Die Lichtdurchlässigkeit wurde unter Anwendung von Licht mit einer Wellenlänge von 900 nm bestimmt. Die Ergebnisse sind ^!n der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Tabelle

Probe Durchschnitts- Ruß S/N-Ver- Reibungs- Lichtdurch-Nr. teüchengröße Durchschnitts- Menge, bezogen hältnis koefizient lässigkeit
derTitanmon- teilchengröße aufTitanmon- (Relativoxidteilchen Q_xJ(J wert)

(μΐη)

(μπι)

(Gew.-%)

1	0,01	—
2	0,50	-
3	1,00	-
4	1,50	-
5	0,50	0,01
6	0,50	0,01
7	0,50	0,01
8	0,50	0,5
9	0,50	1,0
10	0,50	1,5
11	0,50	1,5
12	0,50	0,01
13	0,005	-
14	_	—

30 50 70 50 50 50 30 90

1,7	0,257	0,17
1,4	0,213	0,19
1,5	0,198	0,19
0,9	0,204	0,23
1,4	0,233	0,13
1,6	0,204	0,06
1,7	0,242	0,03
1,5	0,211	0,07
1,4	0,229	0,10
0,8	0,231	0,10
0,9	0,215	0,16
1,6	0,305	0,01
1,4	0,321	0,12
0,5	0,380	0,53

Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, daß das Magnetaufzeichnungsmaterial mit einer Tltanmonoxidteilchen, deren Durchschnittsteilchengröße bei etwa 1 μπι oder darunter liegt, enthaltenden nichtmagnetischen Schicht eines kleinen Reibungskoeffizienten aufwies, ein gutes S/N-Verhältnis und eine geringe Lichtdurchlässigkeit hatte. Wenn die Schichtdicke der nichtmagnetischen Schicht auf etwa 5 μίτι erhöht wurde, wurden ähnliche Ergebnisse unter Verwendung von Titanmonoxidteilchen mit einer Durchschnittsteilchengröße von 5 μπι erhalten. Dies gilt auch für den Ruß. Ein Rußgehalt über 70% Ist nachteilig, weil der Reibungskoeffizient schlechter wird.

Beispiel 2

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß auf die andere Seite des Trägers Tltanmcnoxld unter einem Vakuum von 1,33 χ 10~² Pa in einer Dicke von 0,5 μπι aufgedampft wurde. Die Magnetaufzeichnungsschicht wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 geprüft. Die Ergebnisse sind ähnlich wie diejenigen der Probe Nr. 3 von Beispiel 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetaufzeichnungsmaterial mit einem Träger, einer Magnetaufzeichnungsschicht, die auf einer Seite des Trägers ausgebildet ist, und einer nichtmagnetisch^ Schicht, die auf der anderen Seite des Trägers ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetische Schicht Titanmonoxid enthält.

2. Magnetaufzeichiiungsmaierial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetische Schicht aus einer Dispersion von Titanmonoxidteilchen mit einer Durchschnittsteilchengröße von 0,01 bis 5 μιπ in einem Bindemittelharz hergestellt ist.

3. Magnetaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion 20 bis 90 Gew.-% Titanmonoxidteilchen und entsprechend 80 bis 10 Gew.-% Bindemittelharz enthält.

4. Magnetaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschnlusteilchengröße der Titanmonoxidteilchen kleiner ist als die Dicke der nichtmagnetischen Schicht.

5. Magnetaufzeichnungsmaierial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich bis zu 70 Gsv/.-% Ruß, bezogen auf die verwendeten Titanmonoxidteilchen, enthält.

6. Magnetaufzeichnungsniaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtmagnetische Schicht eine durch Aufdampfen im Vakuum hergestellte kontinuierliche Titanmonoxidschichi ist.