DE3618116C2

DE3618116C2 -

Info

Publication number: DE3618116C2
Application number: DE3618116A
Authority: DE
Inventors: Shozo Hideyama; Hajime Yokohama Kanagawa Jp Takeuchi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-26
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1990-07-05
Also published as: KR870000682A; JPH0760511B2; US4975322A; JPS61296525A; KR900002992B1; DE3618116A1

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit ausgezeichneten Verarbeitungseigenschaften und hoher Beständigkeit, ohne daß eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften auftritt, wobei das Aufzeichnungsmedium für Aufzeichnungen hoher Dichte geeignet ist.

Magnetische Aufzeichnungsmedien werden für Audiobänder, Videobänder, Computerbänder und Floppy Disks verwendet. Von diesen sind Computerbänder und Floppy Disks bei ihrer Verwendung erschwerten Bedingungen ausgesetzt im Vergleich zu Audiobändern und Videobändern; sie müssen daher in hohem Maße verläßlich sein, d. h. ausgezeichnete Verarbeitungseigenschaften und Beständigkeit besitzen.

Um die Verarbeitbarkeit bzw. Laufeigenschaften und die Beständigkeit zu verbessern, hat man bisher versucht, die Glätte der Oberfläche der Medien zu erhöhen und ein Aufladen durch Gleitfriktion zu vermeiden. Das heißt, die Verarbeitbarkeit und die Beständigkeit wurden dadurch verbessert, daß man einen großen Teil einer leitfähigen Kohle (z. B. in einer Menge von 5 bis 7 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile eines magnetischen Pulvers) oder Schmiermittel zu der magnetischen Schicht eines Mediums zugegeben hat.

Die Zugabe einer größeren Menge Kohle oder Schmiermittel, insbesondere aber die Zugabe einer größeren Menge Kohle, erniedrigt jedoch die Aufzeichnungsdichte. In den magnetischen Aufzeichnungsmedien für Aufzeichnungen hoher Dichte ist ein nicht gleichförmig verteiltes, magnetisches Pulver in der magnetischen Schicht erforderlich; die Zugabe einer größeren Menge Kohle führt jedoch zu einer Verschlechterung in dieser Verteilung und der Reagglomeration des magnetischen Pulvers, mit dem Ergebnis, daß das so hergestellte Medium in seinen magnetischen Eigenschaften verschlechtert ist.

Die japanischen voläufigen Patentpublikationen Nr. 1 14 206/1975 und 19 712/1979 beschreiben ein Verfahren, bei dem ein Träger des magnetischen Aufzeichnungsmediums einer Leitfähigkeitsbehandlung unterworfen wird, mit dem Ziel, die Zugabe eines leitfähigen Materials, wie Kohle, zu der magnetischen Schicht zu vermeiden, bzw. ein Verfahren zum Aufbringen einer magnetischen Schicht auf einem einer Leitfähigkeitsbehandlung unterworfenen Träger, wobei in der magnetischen Schicht ein Alkylsulfat oder wasserfreies Calciumchlorid enthalten ist, und in diesem Fall der magnetischen Schicht aufgrund der Ionenleitung einer derartigen Verbindung eine Leitfähigkeit verliehen wird.

Bei diesen Verfahren wird das Hauptaugenmerk darauf gerichtet, ein Aufladen des Mediums zu verhindern. Unter Bedingungen, bei denen es zu einem Aufladen kommt, sind daher derartige Verfahren bis zu einem gewissen Grad wirksam. Sie verleihen jedoch keinen ausreichenden präventiven Effekt gegenüber Aufladung den Medien für Floppy Disks und hochpräzisen magnetischen Bändern, die beim Einsatz erschwerten Bedingungen ausgesetzt sind und welche daher eine hohe Beständigkeit erfordern. Das letztgenannte Verfahren bringt einen höheren präventiven Effekt gegenüber einer Aufladung als das erstgenannte Verfahren; im letzteren Falle, wobei Alkylsulfat oder dergleichen zu der magnetischen Schicht zugegeben wird, um die magnetische Schicht aufgrund des Ionenleitfähigkeitseffektes mit einer Leitfähigkeit auszustatten, kann dies nicht unter Bedingungen niedriger Feuchtigkeit erreicht werden.

Die DE-OS 33 28 594 beschreibt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, in dem Kohlenstoff in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Magnetpulver - kobalthaltiges Gamma-Ferrit - in der Magnetschicht vorliegt.

In dem magnetischen Aufzeichnungsmedium, in welchem als magnetisches Pulver ein magnetisches Pulver im hexagonalen System verwendet wird, welches höhere Isoliereigenschaften besitzt als Co-haltiges γ-Fe₂O₃ und geeignet ist für die Aufzeichnung hoher Dichte, kann eine ausreichende Beständigkeit nicht dadurch erzielt werden, daß der Träger einer Leitfähigkeitsbehandlung unterworfen wird, da dessen Leitfähigkeit unzureichend sein könnte. Wenn ein Träger verwendet wird, der nicht einer Leitfähigkeitsbehandlung unterworfen wurde, so muß eine große Menge an leitfähiger Kohle zu der magnetischen Schicht zugegeben werden, was nachteilig ist. In diesem Falle verschlechtert sich die Verteilung bzw. Dispersion des magnetischen Pulvers und die magnetischen Eigenschaften des Mediums werden aufgrund der Verwendung einer größeren Menge an Kohle schlechter. Somit wird es bedeutungslos, ein hexagonales magnetisches Pulver, das für Aufzeichnungen hoher Dichte geeignet ist und einen hohen Isolierwiderstand besitzt, zu verwenden.

Wenn außerdem ein metallisches Pulver als leitfähiges Material in der leitfähigen Schicht verwendet wird, so nimmt die Ablösefestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums ab und die Kosten erhöhen sich in nachteiliger Weise.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zur Verfügung zu stellen, bei welchem die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden und dessen magnetische Eigenschaften aufrechterhalten werden, das ausgezeichnete Verarbeitungseigenschaften und eine besondere Beständigkeit besitzt und für die Aufzeichnung hoher Dichte geeignet ist.

Die Erfinder haben hierzu ausgedehnte Untersuchungen unternommen, um die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen. Sie haben gefunden, daß es zum Erhalt eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit und Beständigkeit besitzt, ohne daß sich dessen magnetische Eigenschaften verschlechtern, wesentlich ist, daß die folgenden drei Voraussetzungen vorliegen:

(1) Der Oberflächenwiderstand eines Trägers beträgt 10⁸ Ω oder weniger.
(2) Die magnetische Schicht enthält eine geringe Menge an Kohle.
(3) Die magnetische Schicht enthält ein Schmiermittel.

Die Erfindung, die auf diesen Erkenntnissen basiert, wird im Anspruch 1 angegeben.

Der Träger, auf welchem jeweils eine leitfähige Schicht gebildet ist, kann ein Film oder ein Disk aus Polyestern, wie Polyethylenterephthalat, Polyimiden oder aromatischen Polyestern sein.

Die leitfähige Schicht, die sich auf einer oder beiden Oberflächen des Trägers befindet und die leitfähige Kohle enthält, ist eine wesentliche Voraussetzung der Erfindung. Diese leitfähige Schicht hat einen Oberflächenwiderstand von 10⁸ Ω oder weniger, vorzugsweise 10⁶ Ω oder weniger.

Die Bildung der leitfähigen Schicht kann durch Beschichten des Trägers mit einem Beschichtungsmaterial erfolgen, in welchem die leitfähige Kohle dispergiert bzw. verteilt ist. Die Herstellungsweise eines kohlehaltigen Films auf dem Träger ist einfach und ökonomisch.

Eine Komponente, die in dem Beschichtungsmaterial verteilt ist, ist die leitfähige Kohle, die gleich der sein kann, wie sie nachfolgend für die magnetische Schicht beschrieben wird. Das in der leitfähigen Schicht verwendete Bindemittel kann ebenfalls gleich dem in der magnetischen Schicht verwendeten sein. Vorzugsweise ist das Bindemittel mit Hilfe eines Härters wärme- oder lichtvernetzbar, ist wasserlöslich und in Form einer Emulsion oder dergleichen verwendbar. Die Dicke dieser Schicht ist nicht besonders limitiert; sie soll jedoch so sein, daß der Film den vorstehend genannten Oberflächenwiderstand aufweist. Zum Beispiel wird der geeignete Oberflächenwiderstand erhalten, wenn bei einem Kohlebeschichtungsfilm dessen Dicke im Bereich von ca. 0,3 bis ca. 1 µm ist.

Im folgenden wird die magnetische Schicht beschrieben werden, die auf der vorstehend genannten leitfähigen Schicht gebildet wird.

Die magnetische Schicht kann durch Beschichten der leitfähigen Schicht gebildet werden, welches sich aus dem hexagonalen Ferritpulver, einem Bindemittelharz, dem Schmiermittel, Kohle und verschiedenen Hilfsstoffen, wie Härtungsmittel oder Dispergiermittel, zusammensetzt. Daraufhin wird die übliche Orientierung, Trocknung und Glättebehandlung ausgeführt, um das gewünschte magnetische Aufzeichnungsmedium herzustellen.

Das zweite wesentliche Erfordernis gemäß der Erfindung besteht darin, daß 0,3 bis 3 Gew.-Teile leitfähige Kohle, bezogen auf 100 Gew.-Teile des hexagonalen Ferritpulvers, in der magnetischen Schicht enthalten sind.

Wenn der Gehalt an leitfähiger Kohle weniger als 0,3 Gew.-Teile beträgt, so wird die innenseitige Leitfähigkeit der magnetischen Schicht nicht ausreichend sein, wodurch sich kein befriedigender präventiver Effekt gegenüber einer Aufladung ergibt, mit dem Ergebnis, daß nicht die gewünschte Verarbeitbarkeit und Beständigkeit erhalten werden. Wenn die Kohle in einem Überschuß von 3 Gew.-Teilen vorliegt, so wird die Dispergierung bzw. Verteilung des magnetischen Pulvers nachteilig beeinflußt und führt zu einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften. Der bevorzugte Gehalt der leitfähigen Kohle liegt im Bereich von 0,5 bis 2,0 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Ferritpulvers.

Die gemäß der Erfindung verwendete leitfähige Kohle weist vorzugsweise eine Ölabsorption von 100 cm³ pro 100 g oder darüber, gemäß Messung nach einem DBP-Verfahren, auf.

Beispiele derartiger leitfähiger Kohlen umfassen vorzugsweise solche, wie sie nach dem Ofenprozeß hergestellt werden.

Das dritte wesentliche Erfordernis gemäß der Erfindung besteht darin, daß ein Schmiermittel in einer Menge von 1,5 bis 8,0 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Ferritpulvers, enthalten ist.

Wenn der Gehalt des Schmiermittels weniger als 1,5 Gew.-Teile beträgt, so werden keine zufriedenstellenden Verarbeitungseigenschaften bzw. Laufzeiten erhalten; und wenn der Gehalt mehr als 8,0 Gew.-Teile beträgt, so ist die Beständigkeit bei niedriger Temperatur in nachteiliger Weise verschlechtert. Der Gehalt an Schmiermittel liegt besonders bevorzugt im Bereich von 2,0 bis 6,0 Gew.-Teilen.

Beispiele von Schmiermitteln umfassen eine Vielzahl von Fettsäuren, Fettsäureestern und dergleichen; es ist jedoch bevorzugt, daß die Fettsäure und der Fettsäureester zusammen verwendet werden.

Gemäß der Erfindung können gesättigte und ungesättigte Fettsäuren eingesetzt werden; Beispiele von Fettsäureestern umfassen Methylstearat, Ethylstearat, Butylstearat, Butylmyristat, Butyllaurat, Methylaleat und Butylpalmitat.

Beispiele von Bindemittelharzen, wie sie gemäß der Erfindung verwendet werden, umfassen Urethanharze, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Acrylsäureesterharze, Polyvinyl-Butyralharze und Polyesterharze.

Beispiele von hexagonalen Ferriten sind solche, die Ba, Sr, Pb und Ca enthalten, und substituierte hexagonale Ferrite, in welchen ein Teil Fe eines jeden hexagonalen Ferrits durch mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Co, Ti, Ni, Mn, Cu, Zn, In, Ga, Nb, Zr, V und Al, ersetzt ist. Die substituierten hexagonalen Ferrite werden bevorzugt.

Beispiele 1 bis 10

Als magnetisches Pulver wurde ein hexagonaler Bariumferrit verwendet, um doppelseitige Floppy Disks herzustellen, die dann unter besonders erschwerten Bedingungen eingesetzt wurden, so daß sie eine ausgezeichnete Beständigkeit aufweisen mußten. Ihre Beständigkeit sowie ihre Verarbeitbarkeit bzw. Laufeigenschaft wurde bewertet.

Zunächst wurde ein leitfähiges Beschichtungsmaterial, mit dem ein Träger beschichtet werden sollte, gemäß der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung hergestellt.

Leitfähige Kohle
40 Gew.-Teile
Bindemittel: Urethanharz	100 Gew.-Teile
Härtungsmittel: Polyisocyanat	20 Gew.-Teile
Lösungsmittel: Cyclohexanon, Methylethylketon und Toluol (jeweils gleiches Gewicht)	1500 Gew.-Teile

Ein Polyesterträger von 75 µm Dicke wurde auf beiden Oberflächen mit dem leitfähigen Beschichtungsmaterial der vorstehenden Zusammensetzung beschichtet. Eine Härtebehandlung wurde dann bei 40°C 48 Stunden durchgeführt. Es wurde eine 0,5 µm dicke Schicht gebildet. Messungen ergaben, daß der Oberflächenwiderstand des Trägers ca. 4 × 10⁴ Ω betrug.

Im nächsten Schritt wurde ein magnetisches Beschichtungsmaterial, mit welchem die leitfähige Schicht beschichtet werden sollte, gemäß der in Tabelle 2 aufgezeigten Zusammensetzung hergestellt. In diesem Fall wurden die Mengen von leitfähiger Kohle zu Schmiermittel gemäß den Angaben in Tabelle 3 geändert; in Vergleichsversuchen wurden magnetische Beschichtungsmaterialien auf die gleiche Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß deren Bestandteile außerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches lagen.

magnetisches Pulver, (hexagonaler Ferrit, durchschnittlicher Korndurchmesser: 0,07 µm, Hc: 800 Oe)
100 Gew.-Teile
Cr₂O₃	3,5 Gew.-Teile
Urethanharz	16 Gew.-Teile
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer	4 Gew.-Teile
Dispergierungsmittel (Lecithin)	1,5 Gew.-Teile
Härtungsmittel	5 Gew.-Teile
leitfähige Kohle (Ölabsorption: 350 cm³/100 g)	0-3,0 Gew.-Teile
Schmiermittel, bestehend aus:	1,0-10,0 Gew.-Teile
Butylstearat: 0,7 Gew.-Teile @	Stearinsäure: 0,2 Gew.-Teile @	Palmitinsäure: 0,05 Gew.-Teile @	Myristinsäure: 0,05 Gew.-Teile

Die leitfähige Schicht wurde mit dem magnetischen Beschichtungsmaterial der vorstehenden Zusammensetzung beschichtet. Daraufhin wurde eine Kalanderbehandlung durchgeführt, auf die eine Härtebehandlung bei 60°C von 48 Stunden folgte, um die für die Untersuchung vorgesehenen Proben herzustellen.

Zur Bewertung der Beständigkeit wurde jede der auf diese Weise hergestellten Floppy Disk-Proben in einen Floppy Disk-Drive gegeben, der so eingestellt war, daß dessen Kopf in Kontakt mit beiden Oberflächen des Mediums sein konnte; die Disk wurde bei einer Umdrehungsfrequenz von 300 Upm rotiert. Die Durchgangszahl jeder Disk wurde bei 5°C, 25°C und 50°C zu der Zeit gemessen, wenn das C/N-Verhältnis um 1 dB erniedrigt war.

Im weiteren wurde zur Bewertung der Verarbeitungseigenschaften bzw. Laufzeiten der Friktionskoeffizient einer jeden Disk bei 25°C vor Durchführung des Tests und nach drei Millionen Durchgängen gemessen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Tabelle 3

In den Beispielen 9 und 10 wurde die leitfähige Kohle durch eine solche mit einer Ölabsorption von 185 cm³/100 g bzw. 115 cm³/100 g ersetzt.

In den Beispielen 9 und 10 wurde die leitfähige Kohle jeweils durch andere Sorten ersetzt.

Wie vorstehend beschrieben, behält das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung die magnetischen Eigenschaften und hat eine ausgezeichnete Beständigkeit und Verarbeitbarkeit. Insbesondere können die magnetischen Aufzeichnungsmedien gemäß der Erfindung für magnetische Aufzeichnungen, wie Medien für Floppy Disks, Computerbänder, hochpräzise magnetische Aufzeichnungsbänder für wiedergabegetreue VTR, die häufig wiederholt werden und erschwerten Bedingungen ausgesetzt sind (Temperatur von 5 bis 50°C und relative Feuchte von 20 bis 90%) verwendet werden.

Die leitfähige Schicht in dem magnetischen Aufzeichnungs medium gemäß der Erfindung enthält kein Metall; folglich verschlechtert sich die Ablösefestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums nicht, was wiederum eine ausgezeich nete Beständigkeit bedeutet. Das Medium gemäß der Erfin dung ist auch preiswert, da leitfähige Kohle verwendet wird, die billiger als Metall ist.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium aus einem Träger, einer auf diesen Träger aufgebrachten leitfähigen, leitfähige Kohle ent haltenden Schicht und einer auf dieser Schicht aufgebrachtem Bindemittelharz und magnetisches Pulver enthaltenden magnetischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Pulver ein hexagonales Ferritpulver ist und 0,3 bis 3 Gew.-Teile einer leitfähigen Kohle und 1,5 bis 8,0 Gew.-Teile Schmiermittel, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile des hexagonalen Ferritpulvers, sowie ein Bindemittelharz in der magnetischen Schicht enthält.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Kohle eine Ölabsorption von 100 cm³ pro 100 g oder mehr gemäß Messung nach einem DBP-Verfahren aufweist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Kohle nach dem Ofenprozeß hergestellt worden ist.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an dem Schmiermittel im Bereich von 2,0 bis 6,0 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des hexagonalen Ferritpulvers, liegt.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hexagonale Ferritpulver einen substituierten hexagonalen Ferrit darstellt, in welchem ein Teil des Eisens des hexagonalen Ferrits durch mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Co, Ti, Ni, Mn, Cu, Zn, In, Ga, Nb, Zr, V und Al, ersetzt ist.