DE3634693A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium - Google Patents

Magnetisches aufzeichnungsmedium

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, insbesondere eine magnetische Aufzeichnungsscheibe aus einem nicht-magnetischen Träger und einer auf wenigstens einer Oberfläche des Trägers aufgebrachten magnetischen Schicht, wobei die magnetische Schicht ein magnetisches Pulver und ein harzartiges Bindemittel umfaßt.
Im Vergleich zu einem Aufzeichnungs-Magnetband unterliegt eine magnetische Aufzeichnungsscheibe (Diskette) der Verschleißgefahr aufgrund des Gleitkontakts mit einem Magnetkopf unter hoher Geschwindigkeit bei der Aufzeichnung und Reproduktion, und es besteht in hohem Maße Bedarf an magnetischen Aufzeichnungsscheiben mit hervorragender Haltbarkeit. Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, ein Gleitmittel wie eine Fettsäure, einen Fettsäureester oder ein flüssiges Paraffin in die magnetische Schicht einzuarbeiten. Zur Erzielung der durch eine solche Einarbeitung angestrebten Wirkung ist der Einsatz eines Gleitmittels, das bei Raumtemperatur eine Flüssigkeit ist, in größerer Menge zu bevorzugen. Die ein solches Gleitmittel in größerer Menge enthaltende Magnetschicht ist jedoch klebrig an der Oberfläche und verursacht Schwierigkeiten zu Beginn der Drehbewegung. Zur Vermeidung solcher Schwierigkeiten muß die Menge des einzuarbeitenden Gleitmittels verkleinert werden, oder das einzusetzende Gleitmittel muß bei Raumtemperatur ein fester Stoff sein. In diesem Falle wird die Verbesserung der Haltbarkeit aufgrund der Gleitwirkung unzureichend. Kurz gesagt, es war in der Praxis schwierig, unter Verwendung herkömmlicher Gleitmittel die Haltbarkeit der magnetischen Schicht zu verstärken und dabei die Schwierigkeiten zu Beginn der Rotationsbewegung zu vermeiden.
Als Folge ausgedehnter Untersuchungen wurde nunmehr gefunden, daß durch die kombinierte Einarbeitung bestimmter spezieller Gleitmittel in die magnetische Schicht die Haltbarkeit der magnetischen Schicht in hohem Maße verbessert werden kann, ohne daß dadurch Schwierigkeiten beim Rotationsbetrieb entstehen. Infolgedessen kann eine magnetische Aufzeichnungsscheibe (Diskette) mit einer solchen magnetischen Schicht in ein Diskettenlaufwerk eingelegt werden, ohne Adsorptionserscheinungen zu bewirken, und mit Leichtigkeit im Rotationsbetrieb benutzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine magnetische Aufzeichnungsscheibe (Diskette) aus einem nicht-magnetischen Träger und einer magnetischen Schicht auf wenigstens einer Oberfläche des nicht-magnetischen Trägers verfügbar gemacht, wobei die magnetische Schicht ein magnetisches Pulver, ein harzartiges Bindemittel, (a) einen Ester einer ungesättigten Fettsäure mit 8 bis 18 Kohlenstoff-Atomen mit einem einwertigen oder mehrwertigen, gesättigten oder ungesättigten Alkohol mit nicht mehr als 18 Kohlenstoff-Atomen, gegebenenfalls substituiert mit wenigstens einer Alkoxy-Gruppe mit nicht mehr als 8 Kohlenstoff-Atomen, und (b) einen Fettsäureester der Formel in der R1 eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoff-Atomen ist, R2 eine Alkyl-Gruppe mit nicht mehr als 18 Kohlenstoff- Atomen ist und n eine ganze Zahl von 1 oder mehr, insbesondere von nicht mehr als 3, ist, umfaßt, wobei die kombinierten Gewichte des ungesättigten Fettsäureesters (a) und des Fettsäureesters (b) nicht weniger als 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers ausmachen.
Der nicht-magnetische Träger ist gewöhnlich in der Form einer Platte, eines Blattes oder einer Folie gestaltet. Normalerweise ist er aus einem elastischen polymeren Material gefertigt, etwa einem Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalat), einem Polyolefin (z. B. Polyethylen, Polypropylen), einem Celluloseacetat (z. B. Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat), einem Polyimid oder einem Polyamid. Er kann eine Dicke von etwa 10 bis 100 µm aufweisen.
Die magnetische(n) Schicht(en) auf einer oder beiden Oberflächen des nicht-magnetischen Trägers umfaßt/umfassen ein magnetisches Pulver, ein harzartiges Bindemittel, einen ungesättigten Fettsäureester und einen Fettsäureester. Beispiele für das magnetische Pulver sind Metall-Teilchen (z. B. aus metallischem Eisen, metallischem Cobalt, einer Eisen- oder Cobalt-Legierung), Metalloxid-Teilchen (z. B. aus gamma-Fe2O3, Fe3O4, deren intermediären Oxiden, deren cobalt-modifizierten Produkten, Bariumferrit, Strontiumferrit) etc.. Das magnetische Pulver hat gewöhnlich eine mittlere Teilchengröße (längere Achse) von etwa 0,1 bis 0,4 µm. Die Menge des magnetischen Pulvers in der magnetischen Schicht kann normalerweise 50 bis 90 Gew.-%, bezogen auf die vereinigten Mengen des magnetischen Pulvers und des harzförmigen Bindemittels, betragen.
Beispiele für das harzförmige Bindemittel sind Vinylchlorid- Harz, Vinylacetat-Harz, Vinylchlorid/Vinylacetat- Copolymer, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol- Copolymer, Polyurethan-Harz, Cellulose-Harz, Polyester- Harz oder dessen sulfoniertes Produkt, Vinylidenchlorid/ Acrylnitril-Copolymer, Acrylnitril/Butadien-Copolymer, Isopren-Kautschuk, Butadien-Kautschuk, lichthärtbares Harz etc.. Ein Vernetzungsmittel wie eine niedermolekulare Isocyanat-Verbindung können gegebenenfalls in Kombination mit ihnen verwendet werden.
Wie oben dargelegt wurde, ist es für die magnetische Aufzeichnungsscheibe der Erfindung charakteristisch, daß die magnetische Schicht als wesentliche Gleitmittel den ungesättigten Fettsäureester (a) und den Fettsäureester (b) in Kombination enthält. Beispiele für den ungesättigten Fettsäureester (a) sind Alkyloleate (z. B. n- Butyloleat, Hexyloleat, n-Octyloleat, 2-Ethylhexyloleat), Oleyloleat, n-Butoxyethyloleat, Trimethylolpropantrioleat, Alkyllinoleate (z. B. n-Butyllinoleat, Hexyllinoleat, n-Octyllinoleat, 2-Ethylhexyllinoleat), Oleyllinoleat, n-Butoxyethyllinoleat, Trimethylolpropantrilinoleat, Alkyllinolenate (z. B. n-Butyllinolenat, Hexyllinolenat, n-Octyllinolenat, 2-Ethylhexyllinolenat), Oleyllinolenat, n-Butoxyethyllinolenat, Trimethylolpropantrilinolenat etc.. Beispiele für den Fettsäureester (b) sind Butylcellosolvestearat, Butylcellosolveoleat, Butylcellosolvepalmitat, Diethylenglycolmonobutyletherstearat, Diethylenglycolmonobutyletheroleat, Diethylenglycolmonobutyletherpalmitat, Diethylenglycolmonobutyletherlaurat etc..
Aufgrund des kombinierten Einsatzes des ungesättigten Fettsäureesters (a) und des Fettsäureesters (b) wird die Haltbarkeit der magnetischen Schicht verstärkt, und gleichzeitig wird der Rotationsbetrieb mittels eines Diskettenlaufwerks erleichtert. Zur besseren Erzielung dieser Wirkung ist es zweckmäßig, einen ungesättigten Fettsäureester (a) mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 10°C und einen Fettsäureester (b) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 20°C einzusetzen. Diese Einschränkungen in bezug auf die Schmelzpunkte sind nicht wesentlich, jedoch sind sie günstig. Wenn der ungesättigte Fettsäureester (a) einen Schmelzpunkt von nicht mehr als 10°C hat, befindet er sich im allgemeinen bei Raumtemperatur im flüssigen Zustand und ist mit dem harzartigen Bindemittel ohne weiteres mischbar, so daß er in die magnetische Schicht in relativ großer Menge eingearbeitet werden kann. Weiterhin kann er ohne weiteres zur Oberfläche der magnetischen Schicht auf dem Rotationsantriebswerk austreten und übt in wirksamer Weise die Schmierwirkung aus. Der Fettsäureester (b) ist dem ungesättigten Fettsäureester hinsichtlich seiner Mischbarkeit mit dem harzförmigen Bindemittel unterlegen und wird auf der Oberfläche der magnetischen Schicht im Zustand einer Dispersion zurückgehalten. Wenn sein Schmelzpunkt 20°C oder höher ist, besteht die Möglichkeit, daß ein Dispergieren in diese Oberfläche hinein stattfinden kann und mehr zur Verhütung des Auftretens von Klebrigkeit an der Oberfläche beizutragen vermag. Die alleinige Verwendung des Fettsäureesters in relativ großer Menge erzeugt im Laufe der Zeit ein weißes Pulver an der Oberfläche der magnetischen Schicht. Die Entstehung eines solchen weißen Pulvers kann durch die Mitverwendung des ungesättigten Fettsäureesters verhindert werden.
Das Gewichtsverhältnis des ungesättigten Fettsäureesters (a) zu dem Fettsäureester (b) kann mit deren Eigenschaften und Gebrauchsverhalten variiert werden und beträgt gewöhnlich 95 : 5 bis 50 : 50, vorzugsweise etwa 90 : 10 bis 70 : 30. Wenn die Menge des ungesättigten Fettsäureesters (a) höher als der genannte obere Grenzwert ist, besteht die Gefahr des Auftretens von Schwierigkeiten auf dem Rotationsantrieb. Wenn sie niedriger als der untere Grenzwert ist, wird der Effekt der Verbesserung der Haltbarkeit vermindert.
In der magnetischen Schicht sollte die vereinigte Menge des ungesättigten Fettsäureesters (a) und des Fettsäureesters (b) normalerweise nicht kleiner als 5 Gew.-Teile, vorzugsweise nicht kleiner als 7 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers sein. Durch Einarbeitung der Bestandteile in einer solchen Menge wird die Haltbarkeit der magnetischen Schicht stark verbessert. Bei überschüssiger Menge treten Klebrigkeit oder weißes Pulver an der Oberfläche der magnetischen Schicht auf, und weiterhin wird die Festigkeit der magnetischen Schicht gesenkt. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, daß die Menge nicht größer als 20 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers ist.
Die magnetische Beschichtungsmasse kann zusätzlich und gewünschtenfalls beliebige andere Zusatzstoffe wie ein Poliermittel, ein antistatisches Mittel oder ein grenzflächenaktives Mittel enthalten. Sie kann auch andere herkömmliche Gleitmittel als diejenigen enthalten, die als die wesentlichen Bestandteile in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Unter den verschiedenen Zusatzstoffen als wahlweisen Komponenten ist ein Poliermittel bei der Verstärkung der Haltbarkeit der magnetischen Schicht wirksam, und seine Einarbeitung in die magnetische Schicht wird gewöhnlich bevorzugt. Insbesondere bei Verwendung eines Poliermittels mit einer Härte von nicht weniger als 7 nach der Mohs′ schen Skala und einer mittleren Teilchengröße von nicht mehr als 0,25 r bis 0,75 r {worin r die Dicke (µm) der magnetischen Schicht auf einer Oberfläche ist} läßt sich eine signifikante Zunahme der Haltbarkeit infolge einer synergistischen Wirkung mit den Gleitmitteln als den wesentlichen Komponenten erzeugen. Weiterhin ist der Einsatz einer mittleren Teilchengröße, die im Vorstehenden mit der Dicke der magnetischen Schicht variiert wird, wirksam in bezug auf eine Verhütung der Erniedrigung der Abgabeleistung kurzer Wellenlängen infolge einer Wertminderung des Oberflächenzustandes der magnetischen Schicht, und deshalb lassen sich gute Ergebnisse bei den elektromagnetischen Kennwerten erzielen. Spezielle Beispiele für das Poliermittel, wie es vorzugsweise verwendet werden kann, sind α-Al2O3-Teilchen (Härte 9 nach der Mohs′ schen Skala), Cr2O3-Teilchen (Härte 9 nach der Mohs′ schen Skala), SiC-Teilchen (Härte 9 nach der Mohs′ schen Skala), SiO2-Teilchen (Härte 7 nach der Mohs′ schen Skala), ZrO2-Teilchen (Härte 8 nach der Mohs′ schen Skala) etc..
Zur Bildung der erfindungsgemäßen magnetischen Schicht kann jede an sich herkömmliche Arbeitsweise eingesetzt werden. Beispielsweise wird eine das magnetische Pulver, das harzförmige Bindemittel und die Gleitmittel gelöst oder dispergiert in einem geeigneten Lösungsmittel (z. B. Toluol, Xylol, Methylethylketon, Cyclohexanon) umfassende magnetische Beschichtungsmasse auf wenigstens eine Oberfläche eines nicht-magnetischen Trägers aufgebracht, wonach getrocknet wird. Weiterhin kann beispielsweise die magnetische Beschichtungsmasse wie oben, jedoch ausschließlich der Gleitmittel, auf wenigstens eine Oberfläche des nicht-magnetischen Trägers aufgebracht werden, um eine magnetische Schicht herzustellen, und anschließend wird darauf eine Lösung der Gleitmittel aufgebracht. Die erhaltene magnetische Schicht wird dann einem Verfahren der Oberflächenbehandlung (z. B. dem Kalandern) und des Stanzens unterzogen.
Die auf diese Weise gebildete magnetische Schicht hat gewöhnlich eine Dicke von etwa 0,3 bis 2,5 µm. Für das magnetische Aufzeichnen mit hoher Dichte ist es wünschenswert, daß die Dicke nicht größer als 1,7 µm, insbesondere nicht größer als 1,1 µm, ist. Auch wenn die Dicke so klein ist, wie oben angegeben ist, vermag die magnetische Schicht hohe Haltbarkeit und gute elektromagnetische Umwandlungskennwerte bei glatter Drehung der magnetischen Aufzeichnungsscheibe aufgrund der Verwendung der genannten Gleitmittel als wesentlicher Komponenten zu zeigen, insbesondere in Verbindung mit einem Poliermittel, wie oben erläutert ist.
Wie aus dem Vorstehenden zu entnehmen ist, macht die vorliegende Erfindung eine magnetische Aufzeichnungsscheibe mit hoher Leistung verfügbar, deren Haltbarkeit verstärkt ist und die herausragende elektromagnetische Umwandlungskennwerte aufweist. Selbst wenn ein Disketten- Laufwerk mit einem direkt arbeitenden Antriebsmotor eingesetzt wird, kann mit glattem Rotationsbetrieb abgespielt werden.
Praktische und gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind erläuternd in den nachstehenden Beispielen dargestellt, in denen "Teil(e)" und "%" sich auf das Gewicht beziehen.
Beispiel 1
Auf jede der beiden Oberflächen einer Polyethylenterephthalat- Folie von 75 µm Dicke wurde eine die folgenden Stoffe umfassende magnetische Beschichtungsmasse aufgebracht, gefolgt vom Trocknen, wonach eine magnetische Schicht von 1,7 µm Dicke gebildet wurde.
Nach dem Kalandern wurde die Folie mit einer magnetischen Schicht auf jeder Oberfläche gestanzt, wodurch eine magnetische Aufzeichnungsscheibe mit einem Durchmesser von 8,8 cm (3,5 inch) erhalten wurde.
Beispiel 2
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Einsatz von Oleyloleat (50 Teile), wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Beispiel 3
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Einsatz von Butylcellosolveoleat (Schmp. ≦ωτ0°C) (20 Teile) an Stelle des Butylcellosolvestearats, wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Beispiel 4
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Einsatz von 2-Ethylhexyloleat (Schmp. ≦ωτ0°C) (70 Teile) an Stelle des Oleyloleats, wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Beispiel 5
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Einsatz von Oleyloleat (100 Teile), wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch ohne Einsatz von Oleyloleat, wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Vergleichsbeispiel 2
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch ohne Einsatz von Oleyloleat und unter Erhöhung der Menge Butylcellosolvestearat auf 70 Teile, wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Vergleichsbeispiel 3
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch ohne Einsatz von Butylcellosolvestearat, wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Vergleichsbeispiel 4
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch ohne Einsatz von Butylcellosolvestearat und unter Erhöhung der Menge Oleyloleat auf 90 Teile, wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Vergleichsbeispiel 5
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Verminderung der Menge Oleyloleat auf 20 Teile, wurde eine magnetische Aufzeichnungsscheibe hergestellt.
Für jede der magnetischen Aufzeichnungsscheiben, wie sie in den Beispielen 1 bis 5 und Vergleichsbeispielen 1 bis 5 hergestellt wurden, wurden Tests in bezug auf die Haltbarkeit und den Rotationsbetrieb durchgeführt. Bei dem Haltbarkeits-Test wurde die Test-Diskette in ein Laufwerk MFD Drive YD 625 {8,8 cm (3,5 inch)}, hergestellt von YE Data, eingelegt und unter Cyclus-Bedingungen von 45°C - 80% relative Feuchtigkeit und 5°C - 60% relative Feuchtigkeit gedreht. Gemessen wurde die Laufzeit, während der die Reproduktions- Abgabeleistung sich auf 70% der ursprünglichen Abgabeleistung verminderte. Bei dem Rotationsbetriebs-Test wurde dasselbe Laufwerk wie im Vorstehenden verwendet, und das Anfangs-Drehmoment wurde bei 43°C unter einer relativen Feuchtigkeit von 45% gemessen. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1
Aus den obigen Ergebnissen geht hervor, daß die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsscheiben ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen und beim Rotationsbetrieb mit kleinem Drehmoment angetrieben werden können.

Claims (9)

1. Magnetische Aufzeichnungsscheibe (Diskette), umfassend einen nicht-magnetischen Träger und eine magnetische Schicht auf wenigstens einer Oberfläche des nicht-magnetischen Trägers, wobei die magnetische Schicht ein magnetisches Pulver, ein harzartiges Bindemittel, (a) einen Ester einer ungesättigten Fettsäure mit 8 bis 18 Kohlenstoff-Atomen mit einem einwertigen oder mehrwertigen, gesättigten oder ungesättigten Alkohol mit nicht mehr als 18 Kohlenstoff-Atomen, gegebenenfalls substituiert mit wenigstens einer Alkoxy-Gruppe mit nicht mehr als 8 Kohlenstoff-Atomen, und (b) einen Fettsäureester der Formel in der R1 eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoff-Gruppe mit 8 bis 18 Kohlenstoff-Atomen ist, R2 eine Alkyl-Gruppe mit nicht mehr als 18 Kohlenstoff- Atomen ist und n eine ganze Zahl von 1 oder mehr ist, umfaßt, wobei die kombinierten Gewichte des ungesättigten Fettsäureesters (a) und des Fettsäureesters (b) nicht weniger als 5 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers ausmachen.
2. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Schicht auf beiden Oberflächen des nicht-magnetischen Trägers aufgebracht ist.
3. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des ungesättigten Fettsäureesters (a) zu dem Fettsäureester (b) 95 : 5 bis 50 : 50 beträgt.
4. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des ungesättigten Fettsäureesters (a) zu dem Fettsäureester (b) 90 : 10 bis 70 : 30 beträgt.
5. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vereinigte Menge des ungesättigten Fettsäureesters (a) und des Fettsäureesters (b) nicht größer als 20 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers, ist.
6. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ungesättigte Fettsäureester (a) einen Schmelzpunkt von nicht mehr als 10°C hat und der Fettsäureester (b) einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 20°C hat.
7. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht weiterhin ein Poliermittel enthält.
8. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Poliermittel eine Härte von nicht weniger als 7 nach der Mohs′ schen Skala und eine mittlere Teilchengröße von 0,25 r bis 0,75 r {worin r die Dicke (µm) der magnetischen Schicht auf einer Oberfläche ist} besitzt.
9. Magnetische Aufzeichnungsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht eine Dicke von 0,3 bis 2,5 µm aufweist.
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