DE3934764A1 - Magnetaufzeichnungsmedium - Google Patents
MagnetaufzeichnungsmediumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Magnetaufzeichnungsmedium mit einem
nichtmagnetischen Träger und einer darauf aufgebrachten magnetischen
Schicht, die in einem Bindemittel dispergierte ferromagnetische
Teilchen enthält; sie betrifft insbesondere ein Magnetaufzeichnungsmedium
für die Aufzeichnung in höherer Dichte,
das ausgezeichnete Laufeigenschaften und eine ausgezeichnete
Haltbarkeit innerhalb eines breiten Bereiches von Temperatur-
und Feuchtigkeitsbedingungen aufweist.
In jüngster Zeit besteht eine wachsende Nachfrage nach einer
Aufzeichnung in höherer Dichte. Um diese Nachfrage zu befriedigen,
ist es bereits bekannt, die Oberfläche einer magnetischen
Schicht zu glätten. Wenn die Oberfläche einer magnetischen
Schicht jedoch geglättet wird, nimmt der Reibungskoeffizient
zwischen der magnetischen Schicht und einem Magnetkopf zu, während
das Magnetaufzeichnungsmedium läuft. Als Folge davon besteht
die Gefahr, daß die magnetische Schicht des Magnetaufzeichnungsmediums
beschädigt wird oder sich innerhalb eines
kurzen Zeitraums ablöst.
Um dieses Problem zu beseitigen, werden in Aufzeichnungsmedien
Gleit- bzw. Schmiermittel, wie Fettsäuren, Fettsäureester,
Kohlenwasserstoffe oder Silikonverbindungen und dgl., verwendet.
Als Vorrichtung zum Antreiben einer flexiblen Platte (Scheibe),
wird beispielsweise in großem Umfange ein Heim-VTR (Videobandrecorder),
ein Personal-Computer oder eine Textverarbeitungsvorrichtung
verwendet, wobei das Magnetaufzeichnungsmedium unter
den verschiedensten Bedingungen, z. B. bei tiefer Temperatur oder
hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit, angetrieben wird. Daher
sollte ein Magnetaufzeichnungsmedium stabil sein, so daß seine
Laufhaltbarkeit unter den verschiedenen zu erwartenden Bedingungen
nicht schwankt. Die konventionellen Gleit- bzw. Schmiermittel
sind jedoch nicht ausreichend, um die obengenannten Probleme
zu beseitigen.
Man hat bereits Silikonverbindungen verwendet, um die obengenannten
Probleme zu lösen, wobei man ihre spezifische Fähigkeit,
die Oberflächeneigenschaften zu verbessern, und ihr ausgezeichnetes
Fließvermögen ausnutzt.
Als geeignete Silikonverbindungen sind in JP-B-49-14 249 (die
hier verwendete Abkürzung "JP-B" steht für eine "geprüfte japanische
Patentpublikation") die nachstehend angegebenen Verbindungen
der Formel (II) beschrieben und in JP-A-50-32 904
(die hier verwendete Abkürzung "JP-A" steht für eine "ungeprüfte
publizierte japanische Patentanmeldung") sind die folgenden
Verbindungen der Formel (III) beschrieben:
worin R und R′ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis
26 Kohlenstoffatomen und n eine ganze Zahl von 1 bis 20 bedeuten;
worin R und R′ jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 8 bis
18 Kohlenstoffatomen, R′′ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe
bedeuten und 15m 1 und 16 (n₁+n₂)2.
Die Verbindungen der Formel (II) sind jedoch unerwünscht, da
sie die Haltbarkeit nicht verbessern und ihre Kompatibilität
(Verträglichkeit) mit einem Bindemittel schlecht ist, wodurch
ein Ausblühen hervorgerufen wird. Es wird angenommen, daß
dies darauf zurückzuführen ist, daß die über eine Ätherbrücke
an Siliciumatome gebundenen Kohlenwasserstoffgruppen eine geringe
Polarität besitzen.
Die Verbindungen der Formel (III) sind unerwünscht, weil der
dynamische Reibungskoeffizient zwischen dem diese Verbindungen
enthaltenden Magnetaufzeichnungsmedium und dem Magnetkopf
eines VTR bei hoher Belastung ansteigt, wodurch ein
Quietschen verursacht wird, während das Magnetaufzeichnungsmedium
mit dem Magnetkopf in Kontakt steht. Auch wird dadurch
die Haltbarkeit kaum verbessert. Dies ist möglicherweise auf
die Anwesenheit einer hydrophilen Alkylenoxid-Kette im Molekül
zurückzuführen.
Um die obengenannten Probleme zu lösen, wird in JP-B-56-26 890
ein Magnetaufzeichnungsmedium mit einem nichtmagnetischen
Träger und einer darauf aufgebrachten magnetischen Schicht,
die in einem Bindemittel dispergierte ferromagnetische Teilchen
enthält, vorgeschlagen, bei dem die magnetische Schicht
eine organische Silikonverbindung der allgemeinen Formel (IV)
enthält:
worin bedeuten:
R, R′ und R′′ jeweils eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen,
m eine ganze Zahl von 1 bis 100,
n eine ganze Zahl von 0 bis 250,
wobei m +n300 und m n/5.
R, R′ und R′′ jeweils eine gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen,
m eine ganze Zahl von 1 bis 100,
n eine ganze Zahl von 0 bis 250,
wobei m +n300 und m n/5.
In JP-B-56-26 890 ist angegeben, daß stabile Laufeigenschaften,
eine gute Abriebbeständigkeit (Verschleißfestigkeit) und eine
gute Haltbarkeit erzielbar sind und daß auch das Ausblühungsphänomen
stark verbessert ist.
Wenn jedoch diese organischen Silikonverbindungen solche sind,
die mit einer geradkettigen gesättigten Fettsäure modifiziert
sind, steigt ihr Schmelzpunkt (Erweichungspunkt), wodurch der
Schmiereffekt bei tiefer Temperatur vermindert wird. Wenn andererseits
diese organischen Silikonverbindungen solche sind, die
mit einer geradkettigen ungesättigten Fettsäure modifiziert
sind, sind sie, obgleich sie eine ausgezeichnete Fließfähigkeit
aufweisen, unerwünscht, weil der statische Reibungskoeffizient
ansteigt, wenn sie in Magnetaufzeichnungsmedien für die Aufzeichnung
in hoher Dichte verwendet werden, die eine glatte
Oberfläche besitzen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Magnetaufzeichnungsmedium
zur Verfügung zu stellen, mit dessen Hilfe
die obengenannten konventionellen Probleme gelöst werden
können. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Magnetaufzeichnungsmedium
für die Aufzeichnung in hoher Dichte
zu schaffen, das ausgezeichnete Gleit- bzw. Schmiereigenschaften
und eine verbesserte Laufhaltbarkeit besitzt.
In dem Bestreben, die obengenannten Probleme zu überwinden,
wurde erfindungsgemäß gefunden, daß dann, wenn eine mit einer
verzweigten gesättigten Fettsäure modifizierte organische Silikonverbindung
der nachstehend angegebenen Formel (I) als
Gleit- bzw. Schmiermittel verwendet wird, deutlich bessere Ergebnisse
erzielt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Magnetaufzeichnungsmedium,
das gekennzeichnet ist durch einen nichtmagnetischen Träger
und eine darauf aufgebrachte magnetische Schicht, die in einem
Bindemittel dispergierte ferromagnetische Teilchen enthält,
wobei die magnetische Schicht eine mit einer verzweigtkettigen
gesättigten Fettsäure modifizierte organische Silikonverbindung
der nachstehend angegebenen allgemeinen Formel
(I) enthält:
worin bedeuten:
R, R′ und R′′ jeweils eine verzweigtkettige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen;
m eine ganze Zahl von 1 bis 10;
n eine ganze Zahl von 0 bis 250;
wobei m + n300 und m n/5.
R, R′ und R′′ jeweils eine verzweigtkettige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen;
m eine ganze Zahl von 1 bis 10;
n eine ganze Zahl von 0 bis 250;
wobei m + n300 und m n/5.
Selbst wenn Magnetaufzeichnungsmedien, die für die Aufzeichnung
in hoher Dichte geeignet sind und eine glatte Oberfläche
haben, unter strengen Bedingungen, beispielsweise bei hohen
Temperaturen und hohen Feuchtigkeitsgehalten, oder bei tiefen
Temperaturen und niedrigen Feuchtigkeitsgehalten, verwendet
werden, kann eine stabile Laufhaltbarkeit stets gewährleistet
werden durch Verwendung einer magnetischen Schicht, die eine
organische Silikonverbindung der vorstehend angegebenen Formel
(I) in ihr oder auf ihr enthält.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind
folgende:
- 1) ein Magnetaufzeichnungsmedium, bei dem die organische Silikonverbindung der Formel (I) in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen Teilchen vorliegt; und
- 2) ein Magnetaufzeichnungsmedium, bei dem das in der magnetischen Schicht enthaltene Bindemittel in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen Teilchen vorliegt.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Gleit- bzw. Schmiermittel
handelt es sich um eine organische Silikonverbindung, die mit
einer verzweigtkettigen gesättigten höheren Fettsäure modifiziert
(acyliert) worden ist, die einen speziellen Bereich der
Anzahl der Kohlenstoffatome aufweist und die aus solchen mit
einem breiten Molekulargewichtsbereich ausgewählt werden kann
unabhängig von ihrer verzweigtkettigen Struktur.
R, R′ und R′′ stehen vorzugsweise für eine gesättige Kohlenwasserstoffgruppe
mit 13 bis 21 Kohlenstoffatomen. Zu geeigneten
Beispielen für R, R′ und R′′ gehören -CH(C₆H₁₃)C₈H₁₇,
-CH(C₇H₁₅)C₉H₁₉, -CH(C₈H₁₇)C₁₀H₂₁ und -CH(C₁₀H₂₁)C₁₂H₂₅.
Wenn die organische Silikonverbindung der magnetischen Schicht
des Magnetaufzeichnungsmediums eines üblichen Beschichtungstyps
zugesetzt wird, liegt sie vorzugsweise in einer Menge
von 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen
auf die ferromagnetischen Teilchen, vor. Wenn die organische
Silikonverbindung in Form einer Schicht auf die Oberfläche
der magnetischen Schicht aufgebracht wird, wird sie
vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 50 mg/m², insbesondere
von 2 bis 30 mg/m², verwendet.
Wenn die Menge der organischen Silikonverbindung oberhalb der
obengenannten Bereiche liegt, wird ihre Konzentration an der
Oberfläche der magnetischen Schicht zu groß, so daß Probleme
beispielsweise in bezug auf die Haftung auftreten, und wenn
sie in die magnetische Schicht eingearbeitet wird, wird das
Bindemittel in der magnetischen Schicht plastifiziert, wodurch
ihre Haltbarkeit herabgesetzt wird.
Wenn die Menge der organischen Silikonverbindung unterhalb der
oben angegebenen Bereiche liegt, ist ihr Gehalt in der Oberfläche
der magnetischen Schicht unzureichend, so daß die gewünschten
Effekte nicht erzielt werden.
Beispiele, welche die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten
organischen Silikonverbindungen (I) erläutern, werden nachstehend
beschrieben.
Die organischen Silikonverbindungen können unter Anwendung der
nachstehend beschriebenen Verfahren synthetisiert werden, die
alle bekannt sind und beispielsweise in der US-PS 41 35 016
beschrieben sind:
- 1) man läßt Tetramethyldisiloxan [H(CH₃)₂Si]₂O, cyclische Dimethylpolysiloxane [(CH₃)₂SiO] n und cyclische Methylhydrogenpolysiloxane [H(CH₃)₂SiO] m im Gleichgewichtszustand miteinander reagieren, um Methylhydrogenpolysiloxane der nachstehend angegebenen Formel zu synthetisieren: Die synthetisierten Methylhydrogenpolysiloxane werden dann mit verzweigtkettigen gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren der Formel R₁COOH (worin R₁ steht für R, R′, R′′ oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen, die durch Hydrierung R, R′, R′′ ergeben) in Gegenwart von Metallkatalysatoren (wie Ni, Pt, Pd und Ru) umgesetzt, um eine Dehydrierung zu bewirken, wie durch die folgende Reaktionsgleichung dargestellt:
- 2) Man läßt partielle Hydrolysate von Methyltrialkoxysilan mit cyclischen Dimethylpolysiloxanen [(CH₃)₂SiO] n im Gleichgewichtszustand reagieren zur Synthetisierung von Methylalkoxypolysiloxanen der Formel Die synthetisierten Methylalkoxypolysiloxane werden dann mit verzweigtkettigen gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren der Formel R₁COOH (worin R₁ steht für R, R′, R′′ oder ungesättigten Kohlenwasserstoffgruppen, die durch Hydrierung R, R′, R′′ ergeben) in Gegenwart von Säurekatalysatoren (wie p-Toluolsulfonsäure, Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure) oder Alkalikatalysatoren (wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid) umgesetzt, um eine Esteraustauschreaktion zu bewirken entsprechend der folgenden Reaktionsgleichung:
- 3) es werden miteinander umgesetzte Dimethyldichlorsilan (CH₃)₂SiCl₂ und partielle Hydrolysate von Methyltrichlorsilan CH₃SiCl₃ oder cyclisches Dimethylsiloxan [(CH₃)₂SiO] n und Methyltrichlorsilan oder dessen partielle Hydrolysate unter Gleichgewichtsbedingungen, wobei man Methylchlorpolysiloxan der nachstehend angegebenen Formel erhält: Das Methylchlorpolysiloxan wird dann mit verzweigtkettigen gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren R₁COOH (worin R₁ wie oben definiert ist) in Gegenwart eines HCl-Abspaltungsmittels, wie organischen Aminen (R₃)₃N (worin R₃ eine monovalente Kohlenwasserstoffgruppe darstellt) wie nachstehend angegeben umgesetzt:
Unter den obengenannten drei Verfahren ist das Verfahren
(1) besonders bevorzugt, das zur wirksamen Synthese der
organischen Silikonverbindungen der Formel (I) angewendet
werden kann.
Repräsentative Beispiele für die Verbindungen der Formel (I)
sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben.
In Kombination mit den erfindungsgemäßen organischen Silikonverbindungen
können auch andere Gleit- bzw. Schmiermittel
verwendet werden.
Zu Beispielen für derartige Gleit- bzw. Schmiermittel gehören
gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren (wie Myristinsäure,
Stearinsäure, Ölsäure), Metallseifen, Fettsäureamide, Fettsäureester
(wie verschiedene Monoester, Sorbitanfettsäureester,
Glycerinfettsäureester, polybasische Säureester),
höhere aliphatische Alkohole, Monoalkylphosphate, Dialkylphosphate,
Trialkylphosphate, Metallsalze oder Ammoniumsalze
dieser Phosphate, Alkanphosphonsäuren oder Salze davon,
Alkylschwefelsäureester oder Salze davon, Alkansulfonsäureester
oder Salze davon, Paraffine, andere Silikonöle, tierische
Öle, pflanzliche Öle, Mineralöle, höhere aliphatische
Amine, anorganische Teilchen (wie Graphit, Siliciumdioxid,
Molybdändisulfid, Wolframdisulfid), Harzteilchen (wie Polyethylene,
Polypropylene, Polyvinylchloride, Ethylen/Vinylchlorid-Copolymere,
Polytetrafluorethylene), α-Olefinpolymere,
ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, die bei
gewöhnlicher Temperatur flüssig sind, Fluorkohlenstoffverbindungen,
Fluor-substituierte Esterverbindungen und Perfluoralkylpolyäther.
Die Menge dieser Gleit- bzw. Schmiermittel beträgt etwa das
1/10- bis 2fache derjenigen der erfindungsgemäßen organischen
Silikonverbindungen, obgleich sie variiert in Abhängigkeit
von der Art, in der die Gleit- bzw. Schmiermittel verwendet
werden.
Erfindungsgemäß umfaßt das Verfahren zur Verwendung der organischen
Silikonverbindungen ein Verfahren, bei dem dafür
gesorgt wird, daß die magnetische Schicht sie enthält, und
ein Verfahren, bei dem die Oberfläche der magnetischen
Schicht mit ihnen beschichtet wird. Zu Beispielen für das
Beschichtungsverfahren gehören ein Verfahren, bei dem die
Silikonverbindungen in einem organischen Lösungsmittel gelöst
und dann in Form einer Schicht auf die Oberfläche der
magnetischen Schicht aufgetragen oder aufgesprüht und danach
getrocknet werden. Ein Verfahren, bei dem die Silikonverbindungen
geschmolzen und dann in Form einer Schicht auf
die Oberfläche der magnetischen Schicht aufgebracht werden;
ein Verfahren, bei dem ein Träger in eine Lösung eingetaucht
wird, welche die Silikonverbindungen, gelöst in einem organischen
Lösungsmittel, enthält, wodurch sie an der Oberfläche
der magnetischen Schicht adsorbiert werden; sowie
das Langmuir-Blodgett-Verfahren.
Die in der magnetischen Schicht verwendeten ferromagnetischen
Teilchen unterliegen keinen speziellen Beschränkungen in bezug
auf ihre Komponenten (z. B. ein Eisenoxid, ein Kobalt enthaltendes
Eisenoxid, eine Eisenlegierung, Bariumferrit),
ihre Größe und ihre Oberflächenbehandlung.
Die Gestalt der ferromagnetischen Teilchen ist nicht auf eine
bestimmte Gestalt beschränkt. Im allgemeinen können nadelförmige,
körnchenförmige, würfelförmige, reiskornförmige
oder plättchenförmige Teilchen verwendet werden. Vom Standpunkt
ihrer elektromagnetischen Eigenschaften aus betrachtet
beträgt die Kristallitgröße der ferromagnetischen Teilchen
vorzugsweise 45 nm oder weniger, gemessen durch Röntgenbeugung.
Die Bindemittel für die Bildung der magnetischen Schicht werden
aus konventionellen Bindemitteln ausgewählt. Zu typischen
Beispielen für solche Bindemittel gehören Vinylchlorid/
Vinylacetat-Copolymere, Copolymere von Vinylchlorid, Vinylacetat und
Vinylalkohol, Maleinsäure und/oder Acrylsäure, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere,
Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere,
Cellulosederivate, wie Nitrocellulose, Acrylharze,
Polyvinylacetalharze, Polyvinylbutylralharze, Epoxyharze,
Phenoxyharze, Polyurethanharze und Polycarbonat-Polyurethan-Harze.
Um die Dispergierbarkeit und Haltbarkeit weiter zu
verbessern, werden vorzugsweise polare Gruppen in die Moleküle
der obengenannten Bindemittel eingeführt. Zu solchen
polaren Gruppen gehören die folgenden: Epoxy, CO₂H, OH,
NH₂, SO₃M, OSO₃M, PO₃M₂ und OPO₃M₂ (worin M für Wasserstoff,
ein Alkalimetall oder Ammonium steht und die voneinander
verschieden sein können, wenn eine Vielzahl von M in
einer Gruppe vorhanden ist). Der Gehalt der polaren Gruppen
liegt vorzugsweise in dem Bereich von 10-6 bis 10-4
Äquivalente pro Gramm des Harzes.
Die obengenannten Bindemittel können allein oder im Kombination
verwendet werden und sie werden häufig unter Verwendung
konventioneller Vernetzungsmittel vom Isocyanat-Typ gehärtet.
Erfindungsgemäß kann auch ein Bindemittel verwendet werden,
das ein Oligomer und ein Monomer von Acrylsäureester umfaßt
und durch Bestrahlung gehärtet wird.
Für die Bildung eines nicht-magnetischen Trägers geeignete
Materialien sind z. B. Harze, wie Polyester (z. B. Polyethylenterephthalat,
Polyethylen-2,6-naphthalat, Polyolefine
(z. B. Polyethylen, Polypropylen), Cellulosederivate (z. B.
Cellulosetriacetat), Polycarbonat, Polyimid und Polyamidimid.
Diese Harze können mit Metallen, wie Aluminium, metallisiert
sein.
Der nicht-magnetische Träger hat im allgemeinen eine Dicke
von 3 bis 100 µm; im Falle eines Magnetbandes hat er insbesondere
eine Dicke von 3 bis 20 µm, und im Falle einer Magnetplatte
(-scheibe) hat er insbesondere eine Dicke von
20 bis 100 µm.
Der Bindemittelgehalt der magnetischen Schicht in dem erfindungsgemäßen
Magnetaufzeichnungsmedium beträgt im allgemeinen
10 bis 70 Gew.-Teile, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-Teile,
auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen Teilchen.
Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße magnetische Schicht
anorganische Teilchen mit einer Mohs′schen Härte von 5 oder
höher.
Wenn die anorganischen Teilchen eine Mohs′sche Härte von 5
oder höher besitzen, können sie ohne jede Beschränkung verwendet
werden. Zu Beispielen für diese anorganischen Teilchen
mit einer Mohs′schen Härte von 5 oder höher gehören
Al₂O₃ (Mohs′sche Härte 9), TiO (Mohs′sche Härte 6), TiO₂
(Mohs′sche Härte 6,5) SiO₂ (Mohs′sche Härte 7), SnO₂
(Mohs′sche Härte 6,5), Cr₂O₃ (Mohs′sche Härte 9) und
a-Fe₂O₃ (Mohs′sche Härte 5,5). Diese können allein oder in
Kombination verwendet werden.
Besonders bevorzugt sind anorganische Teilchen mit einer
Mohs′schen Härte von 8 oder höher.
Wenn anorganische Teilchen mit einer Mohs′schen Härte von
weniger als 5 verwendet werden, haben die anorganischen Teilchen
die Neigung, von der magnetischen Schicht abzufallen,
wodurch eine Verstopfung des Magnetkopfes beim Durchlaufen
eines Bandes verursacht wird und die Laufhaltbarkeit verschlechtert
wird.
Der Gehalt an den anorganischen Teilchen beträgt im allgemeinen
0,1 bis 20 Gew.-Teile, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-Teile,
auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen Teilchen.
Vorzugsweise enthält die magnetische Schicht neben den obengenannten
anorganischen Teilchen noch Ruß (insbesondere Ruß
mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 bis 300 nm.
Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetaufzeichnungsmediums
wird nachstehend näher erläutert.
Eine magnetische Beschichtungszusammensetzung wird hergestellt
durch Mischen und Verkneten der ferromagnetischen
Teilchen, des Bindemittels, der erfindungsgemäßen organischen
Silikonverbindung und, falls erforderlich, der Füllstoffe
und anderen Zusätzen mit einem Lösungsmittel. Bei
dem Lösungsmittel kann es sich um ein solches handeln, wie
es üblicherweise zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung
verwendet wird.
Das Verfahren zum Mischen und Verkneten unterliegt keinen
speziellen Beschränkungen und die Reihenfolge der Zugabe
jeder Komponente kann in beliebiger Weise festgelegt werden.
Es kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem Bindemittel,
Lösungsmittel und ferromagnetische Teilchen vorher
miteinander gemischt und verknetet werden und dann eine
Lösung eines Härters zugegeben wird, oder es kann ein Verfahren
angewendet werden, bei dem die Gleit- bzw. Schmiermittel
am Ende in Form einer Lösung zu der hergestellten
Zusammensetzung zugegeben werden.
Bei der Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung
können konventionelle Zusätze, wie z. B. Dispergiermittel,
Antistatikmittel oder Gleit- oder Schmiermittel
oder dgl. verwendet werden.
Zu Beispielen für geeignete Dispergiermittel gehören Fettsäuren
mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, Salze oder Ester
dieser Fettsäuren oder solche, in denen ein Teil oder alle
Wasserstoffatome der Verbindungen durch Fluoratome ersetzt
sind, Amide dieser Fettsäuren, aliphatische Amine, höhere
Alkohole, Polyalkylenoxidalkylphosphorsäureester, Alkylphosphorsäureester,
Alkylborsäureester, Sarcosine, Alkylätherester,
Trialkylpolyolefine, quaternäre Oxyammoniumsalze
und Lecithin.
Die Dispergiermittel werden in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen
auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen Teilchen
verwendet.
Zu Beispielen für geeignete Antistatikmittel gehören
elektrisch leitende Teilchen (z. B. Ruß, Ruß-Pfropf-Polymere),
natürliche oberflächenaktive Agentien (z. B. Saponin),
nicht-ionische oberflächenaktive Agentien (Alkylenoxide,
Glycerine, Glycidole), kationische oberflächenaktive Agentien
(z. B. höhere Alkylamine, quaternäre Ammoniumsalze,
Salze von Pyridin oder heterocyclische Verbindungen, Phosphoniumverbindungen,
Sulfoniumverbindungen), anionische
oberflächenaktive Agentien mit Säureresten (Carbonsäure,
Phosphorsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäureester) und
amphotere oberflächenaktive Agentien (z. B. Aminosäuren,
Aminosulfonsäuren, Schwefelsäureester oder Phosphorsäureester
von Aminoalkohol).
Wenn die obengenannten elektrisch leitenden Teilchen als Antistatikmittel
verwendet werden, werden sie in einer Menge
von 0,1 bis 10 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen
Teilchen verwendet. Wenn die obengenannten oberflächenaktiven
Agentien als Antistatikmittel verwendet werden,
werden sie in einer Menge von 0,12 bis 10 Gew.-Teilen
auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen Teilchen verwendet.
Die obengenannten Zusätze, wie z. B. Dispergiermittel, Antistatikmittel
und Gleit- bzw. Schmiermittel können auch einen
anderen Effekt als den für das jeweilige Agens oben angegebenen
haben. So ist es beispielsweise möglich, daß Dispergiermittel
als Gleit- bzw. Schmiermittel oder Antistatikmittel
wirken. Deshalb sind die Effekte, welche diese Zusätze
ergeben, nicht auf die obengenannten beschränkt. Wenn
Zusätze mit mehreren Effekten verwendet werden, wird ihre
Menge vorzugsweise festgelegt unter Berücksichtigung dieser
mehreren Effekte.
Die so hergestellte Beschichtungszusammensetzung wird auf
den vorstehend beschriebenen nicht-magnetischen Träger in
Form einer Schicht aufgebracht. Sie kann direkt oder über
eine Zwischenschicht, beispielsweise eine Haftschicht, auf
den nicht-magnetischen Träger aufgebracht werden. Diese
Zwischenschicht umfaßt eine Schicht aus nur einem Klebstoff
oder eine Verbundschicht, die nicht-magnetische Teilchen,
wie z. B. Ruß, dispergiert in einem Bindemittel enthält, und
dgl.
Ein Bindemittel in der Zwischenschicht, die Ruß enthält,
wird in beliebiger Weise aus verschiedenen Bindemitteln ausgewählt,
die in einer magnetischen Schicht verwendet werden.
Der Ruß hat vorzugsweise einen Teilchendurchmesser von 10
bis 50 nm. Das Gewichtsverhältnis von Bindemittel zu Ruß beträgt
vorzugsweise 100 : 10 bis 100 : 150. Wenn die Zwischenschicht
aus einer Klebstoffschicht besteht, ist sie vorzugsweise
0,1 bis 2 µm dick und wenn die Zwischenschicht aus einer
Verbundschicht mit nicht-magnetischen Teilchen besteht,
ist sie vorzugsweise 0,5 bis 4 µm dick.
Die Zwischenschicht kann außerdem Gleit- bzw. Schmiermittel
enthalten, welche die gleichen sind oder verschieden sind
von denjenigen, die in der magnetischen Schicht verwendet
werden.
Das Verfahren zum Dispergieren der ferromagnetischen Teilchen
in dem Bindemittel und das Verfahren zum Aufbringen der magnetischen
Beschichtungszusammensetzung auf den Träger sind
in JP-A-54-46 011 und JP-A-54-21 805 und dgl. näher beschrieben.
Die auf diese Weise aufgebrachte magnetische Schicht hat eine
Trockenschichtdicke im allgemeinen von etwa 0,5 bis 10 µm,
vorzugsweise von 0,7 bis 6,0 µm.
Wenn das Magnetaufzeichnungsmedium in Form eines Bandes
verwendet wird, wird die auf den nicht-magnetischen Träger
aufgebrachte magnetische Schicht einer magnetischen Orientierung
unterzogen, um die darin enthaltenen ferromagnetischen
Teilchen auszurichten (zu orientieren), und dann getrocknet.
Wenn das Magnetaufzeichnungsmedium andererseits
in Form einer Platte (Scheibe) verwendet wird, wird die magnetische
Schicht einer magnetischen Behandlung unterzogen,
um die Anisotropie der magnetischen Teilchen zu beseitigen,
und dann wird sie erforderlichenfalls einer Oberflächenglättungsbehandlung
unterzogen.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele
näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt
zu sein. Alle darin angegebenen Teile sind, wenn
nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen.
Die nachstehend angegebenen Zusammensetzungen wurden gemischt,
verknetet und dispergiert in einer Kugelmühle für
einen Zeitraum von 48 Stunden und dann wurden 5 Teile Polyisocyanat
zugegeben und es wurde eine weitere Stunde lang
gemischt, verknetet und dispergiert und es wurde filtriert
unter Verwendung eines Filters mit einem Porendurchmesser
von 1 µm zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung
Die dabei erhaltene magnetische Beschichtungszusammensetzung
wurde unter Verwendung einer Umkehrwalze
auf einen Polyethylenterephthalatträger mit einer
Dicke von 10 µm in einer Trockenschichtdicke von 4,0 µm
aufgebracht.
Ferromagnetische Teilchen (Legierung aus
94% Fe, 4% Zn und 2% Ni, Koerzitivkraft
1500 Oe, spezifische Ober
flächengröße 54 m²/g) 100 Teile
Polyesterpolyurethan (gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht 40 000, zahlendurchschnittliches Molekulargewicht 25 000, durchschnittliche zwei SO₃Na-Gruppen pro Molekül) 5 Teile
Vinylchlorid/Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymer ("400×110A", hergestellt von der Firma Nippon Zeon Co., Ltd., Polymerisations grad 400) 12 Teile
Schleifmittel (Alpha-Aluminiumoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,3 µm) 5 Teile
Gleit- bzw. Schmiermittel (vergleiche Tabelle II) In der Tabelle II angegebene Menge
Ölsäure 1 Teil
Ruß (durchschnittliche Teilchengröße 40 nm) 2 Teile
Methylethylketon 300 Teile
Polyesterpolyurethan (gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht 40 000, zahlendurchschnittliches Molekulargewicht 25 000, durchschnittliche zwei SO₃Na-Gruppen pro Molekül) 5 Teile
Vinylchlorid/Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Copolymer ("400×110A", hergestellt von der Firma Nippon Zeon Co., Ltd., Polymerisations grad 400) 12 Teile
Schleifmittel (Alpha-Aluminiumoxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,3 µm) 5 Teile
Gleit- bzw. Schmiermittel (vergleiche Tabelle II) In der Tabelle II angegebene Menge
Ölsäure 1 Teil
Ruß (durchschnittliche Teilchengröße 40 nm) 2 Teile
Methylethylketon 300 Teile
Der auf diese Weise mit der magnetischen Beschichtungszusammensetzung
beschichtete nicht-magnetische Träger wurde mittels
Magneten von 3000 Gauss einer magnetischen Orientierung
unterzogen, während die magnetische Beschichtungszusammensetzung
noch nicht getrocknet war. Dann wurde sie getrocknet,
einer Superkalandrierbehandlung unterzogen und geschlitzt
auf eine Breite von 8 mm zur Herstellung eines
8-mm-Videobandes.
Unter Verwendung einer VTR ("Fujix-8", hergestellt von der
Firma Fuji Photo Film Co., Ltd.) wurden Signale von 7 MHz
auf den so erhaltenen Videobändern aufgezeichnet und wieder
abgespielt. Das Output bei 7 MHz wurde gemessen und es ist
angegeben als Relativwert, bezogen auf ein Kontrollband
(Probe 7), dem ein Wert von 0 dB zugeordnet wurde.
Während ein Magnetband um einen Pol aus rostfreiem Stahl
herumgewickelt wurde, wobei die Oberfläche der magnetischen
Schicht unter einem Kontaktwinkel von 180° damit in Kontakt
kam, wurde die zum Drehen des Pols aus rostfreiem Stahl mit
einer Rotationsgeschwindigkeit von 3,3 cm/s erforderliche
Zugfestigkeit (T 2) mit einem Band mit einer Zugfestigkeit
von 50 g (T 1) gemessen, der Reibungskoeffizient wurde aus
der folgenden Gleichung errechnet:
µ = 1/π · ln(T 2/T 1)
Die Messung des Reibungskoeffizienten wurde unter zwei Bedingungen
durchgeführt, nämlich unter der Bedingung A (bei
20°C, 70% relativer Feuchtigkeit (RH)) und der Bedingung B
(bei 5°C, 80% RH).
Die physikalischen Eigenschaften der Bänder (Proben 1 bis7)
sind in der folgenden Tabelle II angegeben.
Aus den in der Tabelle II angegebenen Ergebnissen geht hervor,
daß die Proben 1 bis 3, in denen die erfindungsgemäßen organischen
Silikonverbindungen verwendet wurden, ein hohes Wiedergabe-Output
und selbst unter den Bedingungen A und B einen niedrigen
Reibungskoeffizienten aufweisen.
Andererseits wiesen die Proben 4 bis 7 (Vergleichsproben), in
denen konventionelle Silikonverbindungen verwendet wurden,
schlechtere Wiedergabe-Output auf und ihre Reibungskoeffizienten
waren groß insbesondere bei tiefer Temperatur und hohem
Feuchtigkeitsgehalt, nämlich unter der Bedingung B.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand spezifischer bevorzugter
Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch
für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs
beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert
und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen
der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Claims (10)
1. Magnetaufzeichnungsmedium, gekennzeichnet
durch einen nicht-magnetischen Träger und eine
darauf aufgebrachte magnetische Schicht, die in einem Bindemittel
dispergierte ferromagnetische Teilchen enthält,
wobei die magnetische Schicht eine organische Silikonverbindung
der allgemeinen Formel (I) enthält:
worin bedeuten:
R, R′ und R′′ jeweils eine verzweigtkettige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen,
m eine ganze Zahl von 1 bis 100,
n eine ganze Zahl von 0 bis 250,
wobei m +n 300 und m n/5.
R, R′ und R′′ jeweils eine verzweigtkettige gesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen,
m eine ganze Zahl von 1 bis 100,
n eine ganze Zahl von 0 bis 250,
wobei m +n 300 und m n/5.
2. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung der Formel (I) auf die
Oberfläche der magnetischen Schicht aufgebracht ist.
3. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung der Formel (I) in einer
Menge von 2 bis 50 mg/m² vorliegt.
4. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung der Formel (I) in der magnetischen
Schicht dispergiert ist.
5. Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung der Formel (I) in einer
Menge von 0,1 bis 5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen
Teilchen vorliegt.
6. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das in der magnetischen
Schicht enthaltene Bindemittel in einer Menge von 10 bis
70 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der ferromagnetischen
Teilchen vorliegt.
7. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß R, R′ und R′′ jeweils 13 bis 21
Kohlenstoffatome enthalten.
8. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß R, R′ und R′′ jeweils unabhängig
voneinander ausgewählt werden aus der Gruppe, die besteht aus
-CH(C₆H₁₃)C₈H₁₇, -CH(C₇H₁₅)C₉H₁₉, -CH(C₈H₁₇)C₁₀H₂₁ und
-CH(C₁₀H₂₁)C₁₂H₂₅.
9. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ausgewählt wird
aus der Gruppe, die besteht aus einem thermoplastischen Harz,
einem wärmehärtbaren Harz, einem reaktiven Bindemittelharz und
einer mindestens zwei derselben enthaltenden Mischung.
10. Magnetaufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel eine polare
Gruppe enthält.
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DE3934764B9 DE3934764B9 (de) | 2006-06-08 |
Family
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JP2601366B2 (ja) * | 1990-04-19 | 1997-04-16 | 富士写真フイルム株式会社 | 磁気記録媒体 |
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JPS52108804A (en) * | 1976-03-10 | 1977-09-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | Magnetic recording material |
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-
1988
- 1988-10-18 JP JP26050288A patent/JP2537081B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-10-18 US US07/423,289 patent/US5051318A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-18 DE DE19893934764 patent/DE3934764B9/de not_active Expired - Lifetime
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DE3934764B9 (de) | 2006-06-08 |
US5051318A (en) | 1991-09-24 |
DE3934764B4 (de) | 2006-02-09 |
JP2537081B2 (ja) | 1996-09-25 |
JPH02108231A (ja) | 1990-04-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8397 | Reprint of erroneous patent document | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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