DE3734978C2

DE3734978C2 - Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums

Info

Publication number: DE3734978C2
Application number: DE3734978A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Kakuta; Takahito Miyoshi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1987-10-15
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2007-10-16
Also published as: US4859500A; DE3734978A1; JPS6398833A; JPH0677317B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ma gnetaufzeichnungsmediums nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein beschichtetes Magnetaufzeichnungsmedium wird hergestellt durch Dispergieren von ferromagnetischen Teilchen in einem Bindemittel und Aufbringen der so erhaltenen Beschichtungslö sung in Form einer Schicht auf einen nicht-magnetischen Trä ger, wonach gegebenenfalls eine magnetische Orientierung und eine Oberflächenglättungsbehandlung durchgeführt werden.

Ein Magnetaufzeichnungsmedium (nachstehend als "Magnetband" bezeichnet) soll verbesserte Eigenschaften aufweisen, und es wurden bereits verschiedene Verbesserungen vorgeschlagen. Ge mäß einem Vorschlag kann z. B. das S/N-Verhältnis eines Magnet bandes dadurch verbessert werden, daß ferromagnetische Teil chen mit einer geringeren Teilchengröße und einer höheren spe zifischen Oberflächengröße verwendet werden. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, daß die ferromagnetischen Teilchen in einem Bindemittel homogen dispergiert werden und daß die Oberfläche der aufgebrachten magnetischen Schicht geglättet wird. Je kleiner die Teilchengröße der ferromagnetischen Teil chen wird, um so schwieriger ist es jedoch, die ferromagneti schen Teilchen in dem Bindemittel homogen zu dispergieren, so daß dadurch die Orientierung der ferromagnetischen Teilchen und die Oberflächenglätte der magnetischen Schicht beeinträch tigt (verschlechtert) werden. Die Folge davon ist, daß kein höheres S/N-Verhältnis erzielt werden kann.

Um die Dispergierbarkeit von feinen ferromagnetischen Teilchen zu verbessern, sind bereits verschiedene Bindemitteldisper gierhilfsmittel und verschiedene Misch- und Knetverfahren, in denen Knetvorrichtungen, wie z. B. eine 2-Walzenmühle, eine 3- Walzenmühle, eine offene Knetvorrichtung, eine Druck- Knetvorrichtung oder eine kontinuierliche Knetvorrichtung ver wendet werden, in Betracht gezogen worden.

Die 2-Walzenmühle, 3-Walzenmühle, die offene Knetvorrichtung, die Druck-Knetvorrichtung und die kontinuierliche Knetvorrich tung werden verwendet, um eine Beschichtungszusammensetzung für ein Magnetband zu mischen und durchzukneten. Der Durch mischungs- und Durchknetungsgrad variiert in Abhängigkeit von den Eigenschaften der ferromagnetischen Teilchen, der Zugabe mengen eines Bindemittels und eines Lösungsmittels. Daher war es bisher extrem schwierig, eine Beschichtungslösung mit dem gewünschten Dispersionsgrad herzustellen. Es wurde gefunden, daß der gewünschte Dispersionsgrad umso schwieriger einzustel len ist, je kleiner die Teilchengröße der magnetischen Teil chen ist. Es war daher bisher schwierig, ein Magnetband mit einem guten Dispergiersionszustand und einem hohen S/N- Verhältnis mittels einem konventionellen Dispergierverfahrens herzustellen, wenn die Teilchengröße der magnetischen Teilchen sehr klein ist.

Aus der DE-OS 35 08 177 ist ein Verfahren zur Herstellung ei nes Magnetaufzeichnungsmediums mit folgenden Merkmalen be kannt:

a) Vordispergieren von ferromagnetischen Teilchen mit einer spezifischen Oberfläche S_BET ≧ 35 m²/g und einem Gehalt an adsorbierter Feuchtigkeit von ≧ 0,8 Gew.-% und eines Binde mittels in einem Lösungsmittel, z. B. Cyclohexanon.
b) Mischen und Dispergieren mit einem zusätzlichen Bindemit tel.
c) Aufbringen dieser Dispersion auf einen Träger.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren werden die Probleme des Standes der Technik einerseits gelöst, andererseits be steht jedoch weiterhin das Problem, daß zum Durchmischen und Durchkneten bei der Herstellung einer magnetischen Beschich tungszusammensetzung eine lange Zeit erforderlich ist und die Dispergierbarkeit immer noch unzureichend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums zu schaffen, bei welchem die Dispergierbarkeit der feinen ferromagnetischen Teilchen beim Vordispergieren beträchtlich verbessert wird, und die zum Mischen und Kneten erforderliche Zeit stark ver kürzt wird, wodurch ein verbesserter Oberflächenglanz, ein verbessertes Quadratverhältnis und ein verbessertes Video-S/N- Verhältnis für ein erfindungsgemäß hergestelltes Magnetauf zeichnungsmedium erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfah ren gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 5 geben vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens an.

Beispiele für ferromagnetische Teilchen, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind Teilchen aus ferromagnetischem Eisenoxid, dargestellt durch FeO_x, Co-enthaltendes FeO_x (4/3 ≦ x ≦ 3/2), und Teilchen aus ferromagnetischem Chromdixoid mit einer spezifischen Oberflächengröße S_BET von 40 m²/g oder mehr. Die spezifische Oberflächengröße S_BET wird bestimmt nach dem BET-Verfahren, das beispielsweise in G. D. Parfitt & K. S. W. Sing, Characterization of Powder Surfaces, Academic Press (1976), beschrieben ist.

Gemäß dem Stand der Technik, wie er in JP-A-60-187931 be schrieben ist, wurden bisher ferromagnetische Teilchen mit ei nem Gehalt an adsorbierter Feuchtigkeit (mit einem Wasserge halt) verwendet, der auf 0,8 Gew.-% oder mehr eingestellt war, erfindungsgemäß wird ihr Wassergehalt jedoch auf einen Wert von weniger als 0,8 Gew.-% eingestellt. Diese Einstellung er folgt in der Weise, daß die ferromagnetischen Teilchen 24 bis 72 Stunden lang unter Trocknungsofenbedingungen bei 30 bis 60°C getrocknet werden.

Beispiele für Bindemittel, die in der Erfindung verwendet wer den, sind solche, wie sie üblicherweise zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungsmediums vom Beschichtungstyp verwendet wer den, z. B. thermoplastische Harze, wie Copolymere vom Vinylchlorid-Typ, mit einer Sulfonsäuregruppe, Terpolymere von Maleinsäure, Vinylchlorid und Vinylacetat, Copolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Celluloseharz, Acetalharz, Urethanharz und ein Acrylnitril-Butadien-Harz, wobei diese Bindemittel allein oder in Kombination verwendet werden kön nen.

Diese Bindemittel können sowohl in der Vor dispergierstufe als auch in der nachfolgenden Misch- und Dispergierstufe verwendet werden und es können die glei chen oder unterschiedliche Bindemittel in beiden obenge nannten Stufen verwendet werden.

Das in der Vordispergierstufe erfindungsgemäß verwendete Lösungsmittel enthält Cyclohexanon in einer Menge von 80 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise von 90 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Lösungsmittels. Bei spiele für in der Erfindung verwendete weitere Lösungsmit tel sind solche, die allgemein für ein Magnetaufzeichnungsmedium vom Beschichtungstyp ver wendet werden und die mit Cyclohexanon verträglich sind, z. B. Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Ethylisobutylketon; Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat und Monoethylether von Glycolacetat; Glycolether, wie Ether, Glycoldimethyl äther und Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol; und chlorierte Kohlenwasser stoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlor kohlenstoff, Chloroform, Ethylenchlorhydrin und Dichlor benzol, die allein oder in Kombination verwendet werden können.

Natürlich kann auch reines Cyclohexanon als Lösungsmittel verwendet werden.

Die Menge des in der Vordispergierstufe verwendeten Lösungs mittels beträgt 5 bis 50 Gew.-Teile, vor zugsweise 10 bis 40 Gew.-Teile, insbesondere 10 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen Teilchen.

Erforderlichenfalls können dem obengenannten Vordispergier system Gleitmittel (Schmiermittel), wie z. B. Fettsäure, Fettsäureester, Siliconöl, Molybdänbisulfid, Wolframbisulfid, Ruß und Graphit zugesetzt werden.

In der Vordispergierstufe werden die vorstehend beschriebenen feinen ferromagnetischen Teil chen, ein Bindemittel und erforderlichenfalls Zusätze mit einander gemischt, durchgeknetet und homogen dispergiert mit einem Lösungsmittel, das Cyclohexanon in einer Menge von 80 Gew.-% oder mehr enthält. Zum Dispergieren der Mi schung wird eine 2-Walzen-Mühle, eine 3-Walzen-Mühle, eine offene Knetvorrichtung, eine Druck-Knetvorrichtung, eine kontinuierliche Knetvorrichtung und dgl. verwendet.

Durch Einstellen des Wassergehaltes der feinen ferromagne tischen Teilchen auf weniger als 0,8 Gew.-% und durch Ver wendung eines Lösungsmittels, das Cyclohexanon in einer Menge von 80 Gew.-% oder mehr enthält, in der Vordisper gierstufe, die ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, kann das Dispergieren leicht in homogener Weise durchgeführt werden, wobei die zum Vordispergieren erforderliche Zeit beträchtlich abgekürzt werden kann, und auf diese Weise kann eine ausreichend homogene Dispersion innerhalb von 5 Minuten bis 1 Stunde erhalten werden.

Die in der ersten Vordispergierstufe erhaltene Dis persion wird dann gemischt und dispergiert mit einem Bin demittel und erforderlichenfalls einem Zusatz, wie z. B. einem Gleitmittel (Schmiermittel) und einem Schleifmittel unter Verwendung eines Lösungsmittels in der zweiten Misch- und Dispergierstufe zur Herstellung einer magneti schen Beschichtungszusammensetzung.

Als Bindemittel und Lösungsmittel, die in der zweiten Misch- und Dispergierstufe verwendet werden, können die jenigen eingesetzt werden, die in der ersten Vordisper gierstufe verwendet werden. In diesem Falle unterliegen die in der Misch- und Dispergierstufe verwendeten Lösungs mittel keiner Beschränkung und sie können Cyclohexanon ent halten oder nicht. Die Gleitmittel (Schmiermittel) können solche sein, wie sie in der ersten Stufe verwendet werden, und sie können in der Vordispergierstufe oder in der Misch- und Dispergierstufe zugegeben werden. Beispie le für Schleifmittel sind α-Al₂O₃, Siliciumcarbid, Chromoxid (Cr₂O₃), Korundum, künstliches Korundum, Diamant, künstlicher Diamant, Granat, Schmirgel und Titanoxid (TiO₂ und TiO).

Zum Mischen und Dispergieren können eine Sandmühle, eine Kugelmühle und ein Attritor verwendet werden. Eine Dispersions- und Mischzeit von 60 bis 300 Minuten ist be vorzugt. Da in der Vordispergierstufe ein homogenes Dispergieren durchgeführt wird, wird das Mischen und Dispergieren in der zweiten Stufe deshalb leicht und homogen durchgeführt, was zu einer Abkürzung der Dispergierzeit führt.

Die resultierende magnetische Beschichtungszusammensetzung wird dann in Form einer Schicht auf einen nicht-magneti schen Träger aufgebracht. Der verwendete nicht-magnetische Träger unterliegt keinen Beschränkungen und es können solche eingesetzt werden, wie sie allgemein verwendet werden, z. B. verschiedene Kunstharzfilme, wie solche aus Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen, Polycarbonat, Polyethylennaphthalat, Polyamid oder Poly imid, oder Metallfolien, wie Aluminiumfolie oder Folie aus rostfreiem Stahl. Die Dicke des nicht- magnetischen Trägers unterliegt keinen Beschränkungen und beträgt im allgemeinen 3 bis 50 µm vorzugsweise 5 bis 30 µm.

Beispiele für Verfahren zum Aufbringen der magneti schen Beschichtungszusammensetzung in Form einer Schicht auf einen nicht-magnetischen Träger sind ein Luftrakel beschichtungsverfahren, ein Klingenbeschichtungsverfahren, ein Stabbeschichtungsverfahren, ein Extrusionsbeschich tungsverfahren, ein Luftmesserbeschichtungsverfahren, ein Quetschwalzenbeschichtungsverfahren, ein Imprägnierungsbe schichtungsverfahren, ein Umkehrwalzenbeschichtungsverfah ren, ein Übertragungswalzenbeschichtungsverfahren, ein Gravurebeschichtungsverfahren, ein Aufklotzbeschichtungs verfahren, ein Gießbeschichtungsverfahren, ein Sprühbe schichtungsverfahren und ein Schleuderbeschichtungsverfahren. Es können auch andere Beschichtungsverfahren angewendet werden. Eine spezifische Beschreibung solcher Beschichtungs verfahren ist in "Coating Kogaku (Coating Engineering)", Seiten 253-277, publiziert am 20. März 1971 von Asakura Shoten, näher beschrieben.

Ein mehrschichtiges Magnetaufzeichnungsmedium kann herge stellt werden durch kontinuierliche Wiederholung der Stu fen des Aufbringens einer magnetischen Schicht unter An wendung des vorstehend beschriebenen Beschichtungsverfah rens und Trocknen zur Herstellung von mehreren magneti schen Schichten. Außerdem können zwei oder mehr multiple magnetische Schichten gleichzeitig aufgebracht werden un ter Anwendung eines multiplen Simultan-Beschichtungsverfah rens, wie die in JP-A-48-98 803 (DE-OS 23 09 159) und JP-A-48-99 233 (DE-AS 23 09 158) beschrieben ist.

Die magnetische Schicht wird so aufgebracht, daß die Trockenschichtdicke etwa 0,5 bis etwa 12 µm beträgt. Die Gesamtdicke der multiplen Schichten liegt vorzugsweise innerhalb des obengenannten Bereiches. Die Trockenschicht dicke wird bestimmt in Abhängigkeit vom Verwendungszweck, der Form bzw. Gestalt und den Standards des Magnetaufzeich nungsmediums.

Die auf einen Träger aufgebrachte magnetische Schicht wird erforderlichenfalls einer magnetischen Orientierung unter worfen, um zu bewirken, daß die in der Schicht enthaltenen magnetischen Teilchen orientiert (ausgerichtet) werden, und dann getrocknet. Die so getrocknete magnetische Schicht wird erforderlichenfalls einer Oberflächenglättungsbehand lung unterzogen und auf die gewünschte Breite zugeschnit ten zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetauf zeichnungsmediums.

Wenn die erfindungsgemäß hergestellte magnetische Aufzeichnungsschicht einer Oberflächenglättungsbehandlung unter worfen wird, kann ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit guten Oberflächeneigenschaften und einer ausgezeichneten Verschleißbeständigkeit erhalten werden.

Die Oberflächenglättungsbehandlung erfolgt durch Anwendung einer Glättungsbehandlung vor dem Trocknen oder durch Kalandrierung nach dem Trocknen.

Auf diese Weise kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Magnetauf zeichnungsmedium mit einem hohen Quadratverhältnis (SQ) und einem hohen S/N-Verhältnis erhalten werden.

Ein erfindungsgemäßes Magnetaufzeichnungsmedium kann auch nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem Ma terialien verwendet werden, die in der japanischen JP-A-52-108 804 beschrieben sind.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher er läutert. Alle darin angegebenen Teile beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiele

Ein Co-enthaltendes ferromagnetisches Eisenoxid mit einer vorgegebenen spezifischen Oberflächengröße (S_BET), wie in Tabelle I angegeben, wird so ge trocknet, daß das ferromagnetische Eisenoxid einen vorge gebenen Wassergehalt aufweist. Dann werden folgende Stufen durchgeführt: Die Beschichtungszusammensetzung wir d in Form einer Schicht auf einen Polyethylenterephthalat träger mit einer Dicke von 14 µm unter Anwendung eines Um kehrwalzenbeschichtungsverfahrens so aufgebracht, daß die Trockenschichtdicke 5 µm beträgt und dann getrocknet. Die so erhaltene magnetische Schicht wird einer Oberflächen glättungsbehandlung unterworfen und auf eine Breite von 1,27 cm zur Herstellung eines Magnet bandes geschlitzt.

1. Stufen der Herstellung einer magnetischen Beschich tungszusammensetzung einschließlich der Vordispergierstufe.
Die nachstehend angegebenen Zusammensetzungen werden unter Verwendung einer offenen Knetvorrichtung so vordispergiert, daß die gemischte Dispersion homogen wird, und anschließend werden sie mittels einer Sandmühle unter Verwendung von Glasperlen gemischt und dispergiert. Auf diese Weise wir d eine Beschichtungszusammensetzung hergestellt.

(Zusammensetzung in der Vordispergierstufe) A-1

Co-enthaltendes magnetisches Eisenoxid (spezifische Oberflächengröße und Wassergehalt wie in der Tabelle I angegeben)	100 Teile
Sulfonsäuregruppe-enthaltendes Copolymeres von Vinylchlorid und Vinylacetat	10 Teile
Ruß	3 Teile
AL=L<Lösungsmittel (Art, Menge wie in der Tabelle I angegeben)

(Zusammensetzung in der Misch- und Dispergierstufe) B-1

Vordispergierte Lösung	163 Teile
Urethanharz	6 Teile
Butylstearat	1 Teil
Cr₂O₃	2 Teile
Methylethylketon	200 Teile

(Zusammensetzung in der Endstufe) C-1

Gemischte und dispergierte Lösung	372 Teile
Stearinsäure	1 Teil
Ölsäure	1 Teil
Polyisocyanat ("Collonate L")	10 Teile

Die so hergestellten Proben werden wie folgt bewertet und die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.

Bewertung

1. Zeit zum Mischen und Dispergieren: Die Zeit (min) bis eine Mischung gleichmäßig dispergiert ist.
2. Glanz: Der Oberflächenglanz eines Bandes unter einem Winkel von 45° wird mit einem Glanzmeter gemessen.
3. Quadratverhältnis: Br/Bm wird gemessen bei Hm von 159,15 kA/m unter Verwendung eines Vibrations-Magnetflußme ters.
4. Video S/N-Verhältnis: Das Video S/N-Verhältnis wird gemessen mit einem Rauschmeter "925C", und ist angegeben in Relativwerten, bezogen auf die Probe Nr. 1, die ein Standardband darstellt. Der Rauschpegel wird bei 10 KHz unter Verwendung eines Filters mit hoher Durchlässig keit und bei 4 MHz unter Verwendung eines Filters mit ge ringer Durchlässigkeit gemessen. Es wird ein VTR "NV-8300" verwendet.

Aus den Ergebnissen der Tabelle I ist ersichtlich, daß ein mit einer verkürzten Misch- und Durchkne tungszeit in einer Vordispergierstufe hergestelltes Ma gnetaufzeichnungsmedium mit einem ausgezeichneten Oberflächenglanz, einem ausgezeichneten Quadratverhält nis und einem ausgezeichneten Video S/N-Verhältnis mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden kann.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Magnetaufzeichnungs mediums, umfassend folgende Stufen:
Vordispergieren von ferromagnetischen Teilchen und einem Bindemittel in einem Lösungsmittel,
Mischen und Dispergieren mit einem zusätzlichen Bindemit tel, und
Aufbringen der erhaltenen magnetischen Beschichtungszusam mensetzung in Form einer Schicht auf einem Träger,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ferromagnetischen Teilchen, die eine spezifische Oberflächengröße S_BET von 40 m²/g oder mehr und einen Ge halt an absorbierter Feuchtigkeit von weniger als 0,8 Gew.-% aufweisen, in einem Lösungsmittel vordispergiert werden, welches Cyclohexanon in einer Menge von 80 Gew.-% oder mehr enthält, wobei zum Vordispergieren 5 bis 50 Gew.-Teile des das Cyclohexanon enthaltenden Lösungsmit tels, bezogen auf 100 Gew.-Teile ferromagnetischer Teil chen, verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel Cyclohexanon in einer Menge von 90 Gew.-% oder mehr enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vordispergieren 10 bis 40 Gew.-Teile des das Cy clohexanon enthaltenden Lösungsmittels, bezogen auf 100 Gew.-Teile ferromagnetischer Teilchen, verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vordispergieren 10 bis 30 Gew.-Teile des das Cyclohexanon enthaltenden Lösungsmittels, bezogen auf 100 Gew.-Teile ferromagnetischer Teilchen, verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die ferromagnetischen Teilchen aus Ei senoxidteilchen, wie FeO_x, Co-enthaltendes FeO_x (4/3 ≦ x ≦ 3/2), und ferromagnetischen Chromdioxidteilchen ausgewählt sind.