DE3328720C2

DE3328720C2 - Magnetaufzeichnungsmaterial mit hoher Aufzeichnungsdichte

Info

Publication number: DE3328720C2
Application number: DE3328720A
Authority: DE
Inventors: Kuniharu Mito Ibaraki Fujiki
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1982-08-10
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1985-06-05
Also published as: JPS5930237A; US4521480A; JPS6222182B2; DE3328720A1

Abstract

Ein Magnetaufzeichnungsmaterial mit hoher Aufzeichnungsdichte besteht aus einem Träger und einer auf mindestens einer Seite des Trägers gebildeten Magnetaufzeichnungsschicht. Die Magnetaufzeichnungsschicht ist aus einer Dispersion von Teilchen einer magnetischen Legierung und TiO-Teilchen in einer auf die Teilchen der magnetischen Legierung bezogenen Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% in einem Bindemittel hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft Magnetaufzeichnungsmaterialien mit hoher Aufzeichnungsdichte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Unter dem Begriff »Magnetaufzeichnungsmaterialien« sind fast alle Arten von Magnetaufzeichnungsmaterialien, beispielsweise in Form von Bändern, Scheiben und Karten, zu verstehen. Magnetaufzeichnungsmaterialien, insbesondere solche, die für die Verwendung in Videobandaufzeichnungsgeräten vorgesehen sind, werden während des Aufzeichnungs- oder des Wiedergabebetriebs ablaufen gelassen, während Teile wie z. B. Magnetköpfe und Führungsstifte durch die Magnetaufzeichnungsmaterialien intensiv berührt werden. Während der Berührung erfährt die Magnetaufzeichnungsschicht der Magnetaufzeichnungsmaterialien einen Reibungsverlust, so daß die Magnetaufzeichnungsschicht eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit haben muß. Wegen des Auftretens von Schwierigkeiten beim Ablaufen ist es auch erforderlich, daß die elektrostatische Aufladung der Magnetauf-/eichnungsmaterialien bis zu einem möglichst geringen Ausmaß unterdrückt wird, wenn die Aufzeichnungsmaterialien wiederholt ablaufen gelassen werden.

Für kleine, tragbare Heim-Videobandaufzeichnungsgeräte und für Videobandaufzeichnungsgeräte, in die eine Videokamera eingebaut ist, sind Magnetbänder erforderlich, bei denen zur Verbesserung der Aufzeichnungsdichte in der Magnetaufzeichnungsschicht Teilchen magnetischer Legierungen, die eine viel höhere Koerzitivkraft haben als ferromagnetische Metalloxide oder Metalle, verwendet werden. Außerdem ist versucht worden, als Zusatzstoffe für die Magnetaufzeichnungsschicht nichtmagnetische Materialien wie z.B. Aluminiumoxid. Carborund, Chromoxid oder Titanoxid zu verwenden, um die Abriebfestigkeit dieses Magnetbandtyps zu verbessern. Diese Zusatzstoffe bringen jeum das Problem der elektrostatischen Aufladung zu lösen.

Aus der DE-OS 29 41 446 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmaterials bekannt. bei dem die Magnetaufzeichnungsschicht aus Teilchen eines Magnetmaterials, einem Bindemittel, einem Schleifmittel und einem ampholytischen Aiitistatikum vom Betaintyp hergestellt wird. Als Magnetmaterial wird /-Eisenoxid in Betracht gezogen. Als Schleifmittel to kann unter anderem Titandioxid (TiO₂) verwendet werden. Die durch dieses Verfahren hergestellten Magnetaufzeichnungsmaterialien bzw. Magnetbänder sollen eine verbesserte antistatische Wirkung zeigen, was jedoch nur bei gemeinsamer Anwendung des Schleifmhtels und des speziell eingesetzten ampholytischen Antistatikums erzielt wird. Hierbei ist es auch wichtig, daß das Schleifmittel die Oberfläche der in der angewandten Kugelmühle befindlichen Stahlkugeln zu feinen Stahlteilchen zermahlt, um die Ansammlung statischer Ladung auszuschließei Die Magnetaufzeichnungsmaterialien, die durch das aus der DE-OS 29 41 446 bekannte Verfahren erhalten werden, sind bezüglich der Aufzeichnungsdichte, der antistatischen Eigenschaften und der Abriebfestigkeit noch verbesserungsfähig.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das im Oberbegriff des Patentanpruchs i beschriebene Magnetaufzeichnungsmaterial in der Weise zu verbessern, daß es eine hohe Aufzeichnungsdichte hat und in bezug auf die Abriebfestigkeit. die Ablaufeigenschäften, die antistatischen Eigenschaften und die Haltbarkeit hervorragend ist, ohne daß Schwankungen bei der Bildwiedergabe und eine Verschmutzung von Magnetköpfen und Führungsstiften verursacht werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Magnetaufzeichnungsmaterial mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angebenen Merkmalen gelöst.

Die Magnetaufzeichnungsschicht kann in Abhängigkeit von dem Typ des Magnetaufzeichnungsmaterials entweder auf einer Seite oder auf jeder Seile des Trägers gebildet werden.

Die beigefügte Figur ist eine grapnische Darstellung der magnetischen Eigenschaften bzw. der Restmagnetisierung und des Oberflächenwiderstandes in Abhängigkeit von der Menge der Titanmonoxid-Teilchen mit einer mittleren Größe von 0,05 μίτι.

Die Erfindung und deren bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend näher erläutert.

Titanmonoxid (TiO) wird im allgemeinen in Form von schwarzen oder grauen kubischen Kristallen mit einer Dichte von 4,0 bis 4,9 und einem spezifischen Widerstand von 10-²Ω · cm erhalten. Die TiO-Teilchen haben eine mittlere Größe von geeigneterweise 0,01 bis 5μπι und vorzugsweise 0,05 bis 1,0 μίτι. TiO-Teilchen, deren mittlere Größe höher ist. tragen zu einer Verbes-55 serung der Standbildwiedergabeeigenschaften bei. verursachen jedoch einen unerwünschten Abrieb von Teilen wie z. B. Magnetköpfen. TiO-Teilchen mit geringerer mittlerer Größe neigen dazu, die Standbildwiedcrgabeeigenschaften zu verschlechtern. TiO wirkt nicht nur als Schleifmittel, sondern auch als antistatisches Mittel, da es leitfähig ist, so daß eine Zugabe von lcitfähigen Materialien wie z. B. Ruß nicht notwendig ist. um zu verhindern, daß das Magneiaufzeichnungsmaterial

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wird. E

die Zusatzstoffe in Kombination mit Ruß einzusetzen,

gierung verwendet wird, als wenn sie mit magnetischen Metall- oder Oxidteilchen verwendet werden. Dies beruht auf der höheren Koerzitvkraft der magnetischen Legierungen. Zu Beispielen für die magnetischen Legierungen gehören Legierungen wie z. B. Fe-Ni, Fe-Co, Co-Ni und Fe-Co-Ni mit zusätzlicher· Metallen wie z. B. Al. Cr, Mn. Cu, Zn, Mg und Si oder ohne zusätzliche Metalle. Die magnetischen Legierungen werden geeigneterweise in Form von Teilchen mit einer minieren Größe von 0,01 bis 1 μηκ verwendet.

Bindemittel, in denen die TiO-Teilchen und die Teilchen einer magnetischen Legierung dispergiert werden, sind bekannte thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze und Mischungen davon. Diese als Bindemittel wirkenden Harze sind bekannt und werden nachstehend kurz erwähnt. Zu typischen Beispielen für die thermoplastischen Harze gehören

Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Acrylester/Styrol-Copolymere. Methacrylester/Styrol-Copolymere, Acrylester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Urethanelastomere, Cellulosederivate, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Terpolymere

und verschiedene andere synthetische Kautschukharze. Zu Beispielen für die wärmehärtbaren Harze gehören Phenolharze. Epoxidharze, härtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Siliconharze. Harnstoff-Formaldehyd-Harze und Mischungen von Isocyanaten und Polyolen. Diese Bindemittel können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden. Typische Lösungsmittel für diese Bindemittel sind aromatische Verbindungen wie z. B. Xylol und Toluol, Ketone wie z. B. Methylethylketon und Methylisobutylketon und Mischungen davon.

Die Dispersion von Teilchen einer magnetischen Legierung und TiO-Teilchen in einem Bindemittel kann ferner bekannte Zusatzstoffe wie z. S. Dispergiermittel. Schmiermittel, Schleifmittel und Antistatikmittel enthalten. Diese Zusatzstoffe sind bekannt und sind für die Magnetaufzeichnungsschicht nicht notwendigerweise wesentlich, weshalb sie nicht näher erläutert werden.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmaterials werden vorbestinimte Mengen von Teilchen einer magnetischen Legierung und TiO-Teilchen ggf. zusammen mit geeigneten Zusatzstoffen in einem Bindemittel und einem Lösungsmittel dispergiert. Die Teilchen der magnetischen Legierung werden im allgemeinen in einer Menge von 200 bis 800Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des Bindemittels eingesetzt. Die erhaltene Dispersion wird dann auf mindestens eine Seite eines nichtmagnetischen Trägers aufgetragen und getrocknet und nach dem Kalandrieren unter Bedingungen, die von dem Typ des verwendeten Bindemittels abhängen, ausgehärtet. Das Auftragen wird durch bekannte Verfahren, beispielsweise ein Luftbürstenauftragverfahren, ein Rakelstreichverfahren, ein Verfahren der Beschichtung durch Tauchen, verschiedene Walzenbeschichtungsverfahren oder ein Aufsprühstreichverfahren, bewirkt. Die erhaltene Magnetaufzeichnungsschicht hat nach dem Kalandrieren im allgemeinen eine Dicke von 0,5 bis 12 μπι. Es ist anzumerken, daß die mittlere Größe der TiO-Teilchen und der Teilchen der magnetischen Legierung vorzugsweise unter der Dicke der Magnetaufzeichnungsschicht liegen sollte, wodurch ein unerwünschter Abriebverlust von Aufzeichnungsköpfen oder anderen Metallteilen in einem beträchtlichen Ausmaß vermindert werden kann.

Zu Trägern, die für das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmaterial geeignet sind, gehören Filme. Folien oder Platten aus verschiedenen Materialien, wozu beispielsweise Kunstharze oder halbsynthetische Harze wie z. B. Polyester, Polyolefine und Cellulosederivate, Metalle wie z. B. Aluminium und Kupfer und Gläser oder keramische Stoffe gehören. Von diesen Materialien werden Kunstharze einschließlich Polyestern vorzugsweise eingesetzt.

Beispiel 1

100 Gew.-Teile einer Fe-Ni-Legierung mit einem Ni-Gehait von etwa 5%, die eine Koerzitivkraft H, von 111,41 kA/m hatte, in Form von Teilchen mit einer durch das BET-Verfahren bestimmten spezifischen Oberfläche von 40 m²/g und einer mittleren Größe von 0,35 μπι, 10 Gew.-Teile eines Vinylchlorid/Vinylacetat' Vinylalkohol-Terpolymers, 10Gew.-Teile eines Polyurethan-Elastomers, 1 Gew.-Teil Lecithin, 300GcU-TeS-Ie einer Lösungsmittelmischung aus Methylethylketon. Toluol und Methylisobutylketon und 5 Gew.-Teile TiO-Teilchen mit einer mittleren Größe von 0,05 μπι wurden etwa 20 h lang in einer Sandmühle vermischt. Zu der erhaltenen Mischung wurden 5 Gew.-Teile eines PoK-isocyanats gegeben. Der erhaltene magnetische Anstrichstoff wurde auf eine 14,5 μηι dicke Pol>esterfolie aufgebracht, getrocknet und kalandriert. Die kalandrierte Folie wurde 24 h lang bei einer Temperatur von etwa 60^cC ausgehärtet. Es wurde festgestellt, daß die erhaltene Magnetaufzeichnungsschicht eine Dicke von 5,5 μτη hatte. Das ausgehärtete Magnetaufzeichnungsmaterial wurde unter Bildung eines 12.7 mm breiten Magnetbandes für die Verwendung in einem Videobandaufzeichnungsgerät zerschnitten.

Beispiel 2

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz von lOGew.-Tcilen der Tnanmonoxid Teilchen wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

Beispiel 3

Die allgemeine Verfahrenweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz von Titanmonoxid-Teilchen mit einer mittleren Größe von 0,2 μπι wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

B e i s ρ i e 1 4

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 v. urde unter Einsatz von Titanmonoxid-Teilchen mit einer mittleren Größe von 1 μίτι wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

Beispiel 5

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde unter Einsatz von Titanmonoxid-Teilchen mit einer mittleren Größe von 5 μίτι wiederholt, wobei ein Magnetband erhalten wurde.

Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurden anstelle der TiO-Teilchen Teilchen von AI2O3, Ο2Ο3 bEW. T1O2 eingesetzt. Auf diese Weise wurden Magnetbänder erhalten.

Bei den in den vorstehend beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Magnetbändern (nachstehend auch als »Bänder« bezeichnet) wurden jeweils die statischen magnetischen Eigenschaften oder die remanente Magnetisierung, B_n in einem Magnetfeld von 398 kA/m gemessen. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der S^Wert bei dem Band von Beispiel 1 301,0 mT, bei dem Band von Beispiel 2 287,0 mT. bei dem Band von Beispiel 3 291,0 mT, bei dem Band von Beispiel 4 310,0 mT, bei dem Band von Beispiel 5 307,0 mT, bei dem Band von Vergleichsbeispiel 1 289,0 mT, bei dem Band von Vergleichsbeispiel 2 291,0 mT und bei dem Band von Vergleichsbeispiel 3 282,0 mT betrug. Als die erfindungsgemäßen Magnetbänder bei dem gleichen Wert des Gehalts an oxidischen Zusatzstoffen verglichen wurden, waren ihre magnetischen Eigenschaften gegenüber den magnetischen Eigenschaften der Vergleichsbänder um 10,0 bis 29,0 mT verbessert.

Die Magnetbänder wurden jeweils mit einer drehbaren Walze, die einen Durchmesser von 40 mm hatte, in Berührung gebracht, und die drehbare Walze wurde zur Bestimmung der Abriebfestigkeit oder zur Bestimmung der Standbildwiedergabeeigenschaften aus der Änderung des Bewegungs-Reibungskoeffizienten mit 200 U/ min gedreht. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Bänder den Bändern der Vergleichsbeispiele überlegen waren. Besonders das Band von Vergleichsbeispiel 1 war sehr schlecht.

Außerdem wurde bei jedem Band der Oberflächenwiderstand gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

und der Oberflächenwiderstand dieser Bänder wurden gemessen, wobei die in der beigefügten Figur gezeigten Ergebnisse erhalten wurden.
Aus der Figur ist ersichtlich, daß sich die remanente Magnetisierung und der Oberflächenwiderstand bei einer Erhöhung des TiO-Gehalts vermindern. Die Wirkung der Zugabe von TiO-Teilchen wird bedeutsam., wenn ihr Gehalt 0,1 Gew.-% überschreitet. In der Praxis der Erfindung wird geeigneterweise ein Gehalt bis zu 20 Gew.-°/o angewandt.

Beispiel 7

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurden anstelle der Teilchen der Fe-Ni-Legierung Teilchen einer Co-Fe-Legierung mit einem Co-Gehalt von 5%, die eine mittlere Größe von 0,05 μπι hatten, eingesetzt. Auf diese Weise wurde ein Magnetband erhalten. Die Eigenschaften des Bandes wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Es wurde festgestellt, daß das Band einen S₁--Wert von 295,0 mT und einen Oberflächenwiderstand von 2 xlO⁸ Chatte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Oberflächenwiderstand (Ω)

Beispiel Nr.
1
2
3
4
5

Vergleichsbeispiel
1

1,2 χ	10⁸
9,Ox	10⁷
8,5 χ	10⁸
5,Ox	10⁸
7,8 χ	10⁷
4,Ox	I0¹⁰
1,6 χ	10⁹
3,2 χ	10⁹

aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmaterialien eine hervorragende antistatische Wirkung zeigen und daß die Abscheidung von Staub auf diesen Magnetaufzeichnungsmaterialien unwahrscheinlicher ist als im Fall der Magnetaufzeichnungsmaterialien der Vergleichsbeispiele.

Beispiel 6

Die allgemeine Verfahrensweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei verschiedene Mengen der TiO-Teilchen, auf die Teilchen der magnetischen Legierung bezogen, eingesetzt wurden. Auf diese Weise wurden Magnetbänder erhalten. Die magnetischen Eigenschaften

Claims

Patentansprüche:

1. Hagnstaufzei chairgsmateri al mit hoher Aufzeichnungsdichte, das aus einem Träger und einer auf mindestens einer Seite des Trägers gebildeten Magnetaufzeichnungsschicht besteht, die aus einer Dispersion von Teilchen eines Magnetmaterials und Titanoxid-Teilchen in einem Bindemittel hergestellt ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetmaterial eine magnetische Legierung und das Titanoxid Titanmonoxid (TiO) ist, wobei das TiO in einer auf die Teilchen der magnetischen Legierung bezogenen Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% vorhanden ist.

2. Materia! nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Magnetauizeichnungsschicht auf jeder Seite des Trägers befindet.

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen der magnetischen Legierung eine mittlere Größe von 0,01 bis 1 μπι haben.

4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanmonoxid-Teilchen eine mittlere Größe von 0,01 bis 5 μΐη haben.

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