DE4009996A1

DE4009996A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE4009996A1
Application number: DE4009996A
Authority: DE
Inventors: Makoto Inoue; Hiroshi Miura; Kaneaki Niita; Toshiyuki Sano; Yoshitaka Tsukidate; Takahiro Miyazaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-03-29
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1990-10-04
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: FR2645317B1; DE4009996C2; FR2645317A1; US5066539A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Magnetband. Sie betrifft insbesondere ein magnetisches Auf zeichnungsmedium vom sogenannten Beschichtungstyp, das aus einem nicht- magnetischen Substrat und einer darauf durch Auftragen eines Magnetanstrichs aus hauptsächlich einem ferromagnetischen Pulver und einem Bindemittel aus gebildeten Magnetschicht besteht.

Magnetische Aufzeichnungsmedien, wie beispielsweise Magnetbänder und Magnetplatten, entsprechen im allgemeinen dem sogenannten Beschichtungs typ. Sie bestehen aus aus einem nicht-magnetischem Substrat, wie beispielsweise einer Polyesterfolie und einer darauf durch Auftragen eines Magnetanstrichs (bzw. Magnetanstrichmittel), welcher durch inniges Vermischen eines feinen ferro magnetischen Pulvers, eines Bindemittels, eines organischen Lösungsmittels und einer Vielzahl von Zusatzstoffen hergestellt wird, ausgebildeten Magnet schicht. Zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit sind allerdings höhere Auf zeichnungsdichten erforderlich. Aus diesem Grunde sind die herkömmlichen ferromagnetischen Pulver durch ein neues mit einem kleineren Teilchendurch messer und einer größeren spezifischen Oberfläche ersetzt worden. Des weiteren sind in der Industrie bereits ultrafeine ferromagnetische Pulver aus einem Metall (wie beispielsweise Fe, Ni und Co) oder eine Legierung davon, die ausgezeichnete magnetische Eigenschaften besitzt, verwendet worden.

Magnetische Aufzeichnungsmedien vom Beschichtungstyp sollten verschiedenen Anforderungen gerecht werden. Das bedeutet, daß das ferromagnetische Pulver mit einem außerordentlich kleinen Teilchendurchmesser einheitlich in einem Bindemittelharz dispergiert sein sollte. Die Magnetschicht sollte verbesserte Oberflächeneigenschaften besitzen, und somit verbesserte elektromagnetische Umwandlungseigenschaften aufweisen. Der magnetische Beschichtungsfilm sollte weiterhin eine verbesserte Haltbarkeit aufweisen. In anderen Worten, ein sehr wichtiges Problem in Verbindung mit magnetischen Aufzeichnungsmedien des Beschichtungstpys besteht darin, wie man ein ferromagnetisches Pulver ein heitlich in der Magnetschicht dispergiert und wie man eine gute Haftung bzw. Bindung zwischen dem ferromagnetischen Pulver und dem Bindemittel herstellt.

Um diesen Erfordernissen entgegenzutreten, hat man herkömmlicherweise ein Dispersionsmittel (beispielsweise Lecithin) zu dem Magnetanstrich hinzugefügt oder eine polare Gruppe in das Bindemittel eingeführt. Dieses hat jedoch keine befriedigenden Ergebnisse hinsichtlich der vollständigen Dispersion eines feinen ferromagnetischen Pulvers mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g erbracht, da, je feiner das ferromagnetische Pulver wird, seine Kohäsions kraft umso größer wird. Die Zugabe eines Dispersionsmittels (beispielsweise Lecithin) bewirkt aufgrund seiner schwachen Affinität zum Bindemittel eine Erniedrigung der Festigkeit des Beschichtungsfilms und somit eine geringe Grenz flächenverstärkung.

Eine gleichmäßige Dispersion des ferromagnetischen Pulvers ist ebenfalls für gute Laufeigenschaften notwendig, da sie für eine Magnetschicht mit einer glatten Oberfläche, die einen im wesentlichen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist, sorgt. Diesem Erfordernis hat man bisher dadurch Rechnung getragen, daß man zu dem Magnetanstrich ein Dispergiermittel (beispielsweise Lecithin) hinzu gefügt, eine polare Gruppe in das Bindemittel eingeführt oder Kohlenstoff zu der Magnetschicht hinzugefügt hat. Die Zugabe von Kohlenstoff entfaltet aber bei magnetischen Schichten, die darin gleichförmig dispergiertes feines ferro magnetisches Pulver enthalten, nicht voll seine Wirkung. Um den Reibungs koeffizient auf ein bestimmtes Maß zu erniedrigen, muß eine große Menge Kohlenstoff hinzugefügt werden, wobei allerdings im Gegenzug die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften verschlechtert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgeführten Probleme und Nachteile der herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmaterialien zu lösen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeich nungsmedium mit hervorragenden Oberflächeneigenschaften und elektro magnetischen Umwandlungseigenschaften zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe ist durch Verbesserung der Dispersionsfähigkeit eines ferromagnetischen Pulvers mit großer spezifischer Oberfläche gelöst worden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Auf zeichnungsmedium zu schaffen, das nicht nur hervorragende Oberflächeneigen schaften und elektromagnetische Umwandlungseigenschaften, sondern eben falls ausgezeichnete Laufeigenschaften besitzt. Diese Aufgabe ist durch Verbesserung des Dispersionsvermögens eines ferromagnetischen Pulvers mit großer spezifischer Oberfläche und durch Erniedrigung des Reibungskoeffizienten der Magnetschicht gelöst worden.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht zur Verfügung gestellt, bei dem die Magnet schicht im wesentlichen aus einem ferromagnetischen Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g und einem Bindemittelharz mit darin eingeführten -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen (worin M ein Alkalimetall bedeutet) zusammengesetzt ist und die Menge der -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen 0,2 bis 0,8 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers, wobei die Magnetschicht eine Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül enthält und die Menge der Carboxylgruppen 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt.

Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird weiterhin ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht zur Verfügung gestellt, bei dem die Magnetschicht im wesentlichen aus einem ferromagnetischen Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g und einem Bindemittelharz mit darin eingeführten -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen (worin M ein Alkalimetall bedeutet) zusammengesetzt ist und die Menge der -SO₃M- und/oder -OSO₃M- Gruppen 0,2 bis 0,0 µMol pro m² Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt, wobei die Magnetschicht eine Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxyl gruppen im Molekül enthält und die Menge der Carboxylgruppen 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt, wobei die Magnet schicht ebenfalls Kohlenstoff mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 200 bis 400 nm und einer spezifischen Oberfläche von 5 bis 20 m²/g ent hält und die Menge des Kohlenstoffs 0,5 bis 4 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des ferromagnetischen Pulvers beträgt.

Zur Lösung der erwähnten Aufgabe sind eine Reihe von Untersuchungen durchge führt worden, die ergeben haben, daß ein magnetisches Pulver außerordentlich gleichmäßig dispergiert ist, wenn das Bindemittel darin eingeführte -SO₃M- oder -OSO₃M-Gruppen aufweist und das Bindemittel zusammen mit einer Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül verwendet wird. Die erste Ausführungsform der Erfindung basiert auf dieser Feststellung.

Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht, wobei die Magnetschicht hauptsächlich aus einem ferromagnetischen Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g und einem Bindemittelharz mit darin eingeführten -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen (worin M ein Alkalimetall bedeutet) zusammenge setzt ist und die Menge der -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen 0,2 bis 0,8 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt, wobei die Magnet schicht eine Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül enthält und die Menge der Carboxylgruppen 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des magnetischen Pulvers beträgt.

Bei dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium verwendet man ein ferromagnetisches Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g, gemessen mit dem BET-Adsorptionsverfahren. Es bestehen keine Beschränkungen im Hinblick auf die Art des ferromagnetischen Pulvers. Beispiele für ferromagnetische Pulver schließen solche auf Basis von Eisenoxid, Chrom oxid, Metall und hexagonalem Ferrit ein, welche im allgemeinen für magnetische Aufzeichnungsmedien verwendet werden.

Erfindungsgemäß sollte das Bindemittel zumindest zum Teil entweder eine Metallsulfonatgruppe (-SO₃M-, worin M ein Alkalimetall, wie Na und K bedeutet) oder eine Metallsulfatgruppe (-OSO₃M-, worin M ein Alkalimetall, wie Na und K bedeutet) enthalten. Es bestehen keine Beschränkungen hinsichtlich der Art des Bindemittels. Man kann jedes harzartige Material, das im allgemeinen auf dem Gebiet der magnetischen Aufzeichnungsmedien verwendet wird, einsetzen. Typische Beispiele für Bindemittelharze schließen beispielsweise Vinylchlorid- Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copoylmere, Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylliden chlorid-Copolymere, Vinylchlorid-Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester- Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester-Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester-Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester-Styrol- Copolymere, thermoplastische Polyurethanharze, Polyvinylfluorid, Vinyliden chlorid-Acrylnitril-Copolymere, Butadien-Acrylnitril-Copolymere, Acrylnitril- Butadien-Methacrylsäure-Copolymere, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetat, Cellulose-Derivate, Styrol-Butadien-Copolymere, Polyesterharze, Phenolharze, Phenoxyharze, Epoxidharze, hitzehärtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkylharze und Harnstoff-Formaldehyd-Harze.

Es ist möglich, das Bindemittel nach einem der folgenden Verfahren so zu verändern, daß es Metallsulfonat- oder Metallsulfatgruppen enthält.

(a) Herstellung des Bindemittels lediglich aus einem harzartigen Material, in welches entweder eine Metallsulfonat- oder eine Metallsulfatgruppe einge führt worden ist.
(b) Herstellung des Bindemittels aus einer Mischung aus einem harzartigen Material, in welches entweder eine Metallsulfonat- oder Metallsulfatgruppe eingeführt worden ist, und einem unmodifizierten harzartigen Material.
(c) Herstellung des Bindemittels aus einer Mischung aus einem harzartigen Material, in welches entweder eine Metallsulfonat- oder Metallsulfatgruppe eingeführt worden ist und einem anderen harzartigen Material, in welches andere polare Gruppen als die oben erwähnten eingeführt worden sind.

Unabhängig davon, welches Verfahren angewandt wird, ist es wichtig, daß die Menge der Metallsulfonat- oder -sulfatgruppen 0,2 bis 0,8 µMol pro m² der Ober fläche des ferromagnetischen Pulvers betragen sollte. Mit einer Menge, die größer oder kleiner als die oben definierte Menge ist, verschlechtern die polaren Gruppen die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften.

Es bestehen keine Einschränkungen im Hinblick auf das Verfahren, mit dem die Metallsulfonat- oder Metallsulfatgruppen in das harzartige Material eingeführt wird. Die Einführung polarer Gruppen ist möglich, indem man das Anfangs monomer vorher mit einer diese polaren Gruppen enthaltenden Verbindungen ver mischt oder das fertige Polymer modifiziert.

Erfindungsgemäß enthält die Magnetschicht neben dem ferromagnetischen Pulver und dem Bindemittel eine Verbindung, die eine Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül aufweist. Diese Verbindung verbessert das Dispersionsvermögen des ferromagnetischen Pulvers im Bindemittel. Diese Verbindung wird je nach Anzahl der darin enthaltenen Carboxylgruppen klassifiziert. Eine Verbindung, die für den vorliegenden Zweck verwendet werden kann, ist eine solche, die zwei Carboxylgruppen (oder eine Dicarbonsäure) aufweist, eine Verbindung, die drei Carboxylgruppen (oder eine Tricarbonsäure) aufweist, und eine Verbindung, die vier Carboxylgruppen (oder eine Tetracarbonsäure) aufweist. Die Dicarbonsäuren schließen gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure und Sebazinsäure), ungesättigte aliphatische Dicarbonsäuren (wie Malinsäure und Fumarsäure) und aromatische Dicarbonsäuren (wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure) ein. Die Tricarbonsäure schließen Citro nensäure, Nitrilotriessigsäure und Benzoltricarbonsäure ein. Die Tetracarbon säure schließt Benzoltetracarbonsäure ein.

Diese Verbindung sollte vorzugsweise ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von weniger als 1000 aufweisen, andernfalls muß sie in einer Menge, die größer als die angegeben ist, hinzugefügt werden, was allerdings eine nachteilige Wirkung auf die Eigenschaften der Magnetschicht mit sich führt. Diese Verbindung sollte in einer Menge von 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers hinzugefügt werden. Bei einer Menge, die außerhalb dieses Bereiches ist, weist die erhaltene Magnetschicht nur schwache elektromagnetische Umwandlungseigenschaften auf.

In die Magnetschicht können ebenfalls, je nach Bedarf, wahlweise Gleitmittel, antistatische Mittel und Schleifmittel eingemischt werden. Ein bevorzugtes Beispiel für Gleitmittel sind höhere Fettsäuren (gesättigt oder ungesättigt) mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen.

Man vermischt die erwähnten Bestandteile mit einem organischen Lösungsmittel und erhält somit einen Magnetanstrich. Das organische Lösungsmittel wird aus Ketonen, Estern, Ethern, aromatischen Kohlenwasserstoffen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen und chlorierten Kohlenwasserstoffen, je nach Art des ferromagnetischen Pulvers und Bindemittels, gewählt. Man trägt den erhaltenen Magnetanstrich auf ein nicht-magnetisches Substrat auf und bildet somit Magnetschicht aus. Es bestehen keine Beschränkungen hinsichtlich der Art des nicht-magnetischen Substrats und des Verfahrens, mit dem der Magnetanstrich aufgetragen wird. Jedes bekannte Substrat und jedes bekannte Verfahren können verwendet werden.

Die kombinierte Verwendung des Bindemittels mit den -SO₃M- oder -OSO₃M- Gruppen und der Verbindung mit den Carboxylgruppen ruft eine synergistische Wirkung hervor, mit der das Dispersionsvermögen des ferromagnetischen Pulvers mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g in hohem Ausmaß verbessert wird. Dieses führt zu einer Verbesserung der Oberflächeneigenschaften und der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften der Magnetschicht.

Die Verbesserung des Dispersionsvermögens hängt von der Menge der -SO₃M- oder -OSO₃M-Gruppen ab, die in das Bindemittel eingeführt worden sind und ebenfalls von der Menge der Carboxylgruppen enthaltenden Verbindung, die im Verhältnis zur Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers hinzugefügt wird. Man erreicht das beste Ergebnis, wenn die erstere 0,2 bis 0,8 µMol und die letztere 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers betragen.

Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform kann man das Dispersions vermögen des ferromagnetischen Pulvers verbessern. Man hat außerdem festgestellt, daß es möglich ist, das Laufvermögen des magnetischen Aufzeich nungsmediums ohne Veränderung der elektromagnetischen Umwandlungs eigenschaften bei der Kurzwellenaufzeichnung verbessert, wenn man in die Magnetschicht eine geringere Menge Kohlenstoff mit einem vergleichsweise großen Teilchendurchmesser einmischt. Auf der Grundlage dieser Erkenntnis ist die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entstanden. Die zweite Aus führungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt daher ein magnetisches Auf zeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht, wobei die Magnetschicht hauptsächlich aus einem ferromagnetischen Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g und einem Bindemittelharz mit darin eingeführten -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen (worin M ein Alkalimetall bedeutet) zusammengesetzt ist und die Menge der -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen 0,2 bis 0,8 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt, wobei die Magnetschicht eine Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül enthält und die Menge dieser Carboxylgruppen 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferro magnetischen Pulvers beträgt und die Magnetschicht ferner Kohlenstoff mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 200 bis 400 nm und einer spezifischen Oberfläche von 5 bis 20 m²/g enthält und die Menge des Kohlenstoffs 0,5 bis 4 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des ferromagnetischen Pulvers beträgt.

Erfindungsgemäß werden die Menge der -SO₃M- oder -OSO₃M-Gruppen und die Menge der Carboxylgruppen enthaltenden Verbindung in Abhängigkeit der Ober fläche des ferromagnetischen Pulvers bestimmt. Die erste sollte 0,2 bis 0,8 µMol und die letztere 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers betragen.

Die Zugabe einer kleiner Menge Kohlenstoff mit vergleichsweise großem Teilchen durchmesser (200-400 nm) beseitigt die Beeinträchtigung des Laufvermögens durch eine außerordentlich glatte Oberfläche, welche auf die extrem gleichmäßige Dispersion des ferromagnetischen Pulvers zurückzuführen ist. Die Zugabe des Kohlenstoffs hat außerdem keine nachteilige Wirkung auf die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiele Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 und 2

Man stellt unter Verwendung einer Sandmühle einen Magnetanstrich aus einer Mischung folgender Grundzusammensetzung, in welche eine Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül und anschließend 4 Gew.-Teile eines Härtungsmittels ("Coronate L", Handelsname einer Triisocyanatverbindung) eingemischt worden sind, unter ständigem Rühren her. Man trägt den erhaltenen Magnetanstrich auf eine als Unterlage dienende, 10 µm dicke Folie auf und bildet somit eine Beschichtung mit einer Trockendicke von 3 µm. Man unterwirft die aufgetragene Schicht einer magnetischen Orientierung, trocknet sie, führt ein ausgiebiges Kalandern durch und härtet. Auf diese Weise erhält man die Magnet schicht. Man versieht die aufgetragene Schicht mit einer 0,8 µm dicken Rück seitenbeschichtung und schneidet sie dann in 8 mm breite Probebänder.

Grundzusammensetzung (A)
Magnetisches Metallpulver (Spezifische Oberfläche: 51 m²/g)
100 Gew.-Teile
Polyvinylchlorid-Bindemittel	15 Gew.-Teile
Polyurethan-Bindemittel	6 Gew.-Teile
Chromoxid	8 Gew.-Teile
Kohlenstoff	3 Gew.-Teile
Stearinsäure	1 Gew.-Teil
Butylstearat	2 Gew.-Teile
Methylethylketon	125 Gew.-Teile
Toluol	75 Gew.-Teile
Cyclohexanon	50 Gew.-Teile

Beispiele 4 bis 7 und Vergleichsbeispiel 3 bis 5

Man wiederholt zur Herstellung eines Probenbandes das gleiche Verfahren wie in den vorangegangenen Beispielen mit der Maßgabe, daß man die Grundzusammen setzung durch folgende ersetzt:

Grundzusammensetzung (B)
Magnetisches Metallpulver (Spezifische Oberfläche: 60 m²/g)
100 Gew.-Teile
Polyvinylchlorid-Bindemittel	10 Gew.-Teile
Polyurethan-Bindemittel	10 Gew.-Teile
Aluminiumoxid	6 Gew.-Teile
Kohlenstoff	5 Gew.-Teile
Stearinsäure	1 Gew.-Teil
Butoxyethylstearat	1 Gew.-Teil
Methylethylketon	125 Gew.-Teile
Toluol	70 Gew.-Teile
Cyclohexanon	50 Gew.-Teile

Die folgende Tabelle 1 zeigt die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen ver wendeten Arten des Bindemittels, den Gehalt der polaren Gruppen im Bindemittel und Arten und Menge der carboxylgruppenhaltigen Verbindung (nachfolgend als Polycarbonsäure bezeichnet). Der Gehalt der polaren Gruppen im Bindemittel und die Menge der Polycarbonsäure sind auf 1 m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers (des magnetischen Metallpulvers) bezogen.

Die Bezeichnungen für die Bindemittel und die Carbonsäuren in Tabelle 1 haben die folgenden Bedeutungen:

Polyvinylchlorid-Bindemittel

A: Vinylchlorid-Acrylat-Copolymer
Durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 340
Menge an -SO₃K-Gruppen: 0,04 mMol/g
B: Vinylchlorid-Acrylat-Copolymer
Durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 305
Menge an -SO₃K-Gruppen: 0,08 mMol/g
C: Vinylchlorid-Acrylat-Copolymer
Durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 390
Menge an -SO₃Na-Gruppen: 0,12 mMol/g
D: Vinylchlorid-Acrylat-Copolymer
Durchschnittlicher Polymerisationsgrad: 410
Menge an -SO₃Na-Gruppen: 0,24 mMol/g

Polyurethan-Bindemittel

A: Hergestellt durch Umsetzung von Isophthalsäure, Terephthalsäure, Ethylenglykol, Neopentylglykol und Diphenylmethandiisocyanat
Zahlenmittleres Molekulargewicht: 24 000
Menge an -SO₃Na-Gruppen: 0,05 mMol/g
B: Hergestellt durch Umsetzung von Isophthalsäure, Terephthalsäure, Ethylenglykol, Neopentylglykol und Diphenylmethandiisocyanat
Zahlenmittleres Molekulargewicht: 21 000
Menge an -SO₃Na-Gruppen: 0,10 mMol/g
C: Hergestellt durch Umsetzung von Isophthalsäure, Terephthalsäure, Ethylenglykol, Neopentylglykol und Diphenylmethandiisocyanat
Zahlenmittleres Molekulargewicht: 18 000
Menge an -SO₃Na-Gruppen: 0,18 mMol/g
D: Hergestellt durch Umsetzung von Isophthalsäure, Terephthalsäure, Ethylenglykol, Neopentylglykol und Diphenylmethandiisocyanat
Zahlenmittleres Molekulargewicht: 16 000
Menge an -SO₃Na-Gruppen: 0,30 mMol/g
E: Hergestellt durch Umsetzung von Isophthalsäure, 1,6-Hexanglykol und Diphenylmethandiisocyanat
Zahlenmittleres Molekulargewicht: 24 000
Menge an -SO₃Na-Gruppen: 0,10 mMol/g

Polycarbonsäure

C: Citronensäure
N: Nitrilotriessigsäure

Tabelle 1 zeigt ebenfalls die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften der Probenbänder, die mit einem 8 mm Video-Baufaufnahmegerät von SONY gemessen worden sind und als Leistung (bei 5 MHz) und T/R-Verhältnis (5 MHz- Signale als Trägersignale und 4 MHz-Signale als Rausch-Signale) wiedergegeben werden. Die Werte stehen im Verhältnis zu denen in Beispiel 1.

Das in den obigen Beispielen verwendete Kohlenstoff liegt als "Kohlenstoff C" vor, welcher später erläutert wird.

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 ist zu entnehmen, daß die in den Beispielen erhaltenen Proben bänder gute elektromagnetische Umwandlungseigenschaften aufweisen. Dagegen besitzen die in den Vergleichsbeispielen hergestellten Probenbänder nur geringe elektromagnetische Umwandlungseigenschaften, da die Polycarbonsäure nicht in den Vergleichsbeispielen 2 und 3 hinzugefügt worden ist, die Polycarbonsäure in Vergleichsbeispiel 1 im Überschuß hinzugefügt worden ist, die Menge an Metallsulfonatgruppen oder -sulfatgruppen zu klein im Vergleichsbeispiel 4 ist und die Menge an Metallsulfonatgruppen oder -sulfatgruppen im Überschuß im Ver gleichsbeispiel 5 vorliegt.

Aus dem vorhergesagten ist es selbstverständlich, daß erfindungsgemäß das feine ferromagnetische Pulver gleichmäßig im Bindemittel dispergiert sein muß, da das Bindemittelharz eine vorgeschriebene Menge darin eingeführter -SO₃M- oder -OSO₃M-Gruppen und ebenfalls eine vorgeschriebene Menge einer Verbindung, die eine Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül enthält. Auf diese Weise stellt die vorliegende Erfindung ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit hervorragenden Oberflächeneigenschaften und elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften zur Verfügung.

Die Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül besitzt eine starke Affinität zum Bindemittel und trägt somit zur Festigkeit der aufgetragenen Schicht zu.

Beispiele 8 bis 14 und Vergleichsbeispiele 6 bis 14

Man stellt Probenbänder in der gleichen bereits beschriebenen Weise aus der in Tabelle 2 gezeigten Grundzusammensetzung her. Die als M bezeichnete Polycar bonsäure ist Maleinsäure und das als F bezeichnete Polyurethan-Bindemittel ist durch Umsetzung von Isophthalsäure, Terephthalsäure, Ethylenglykol, Neopentylglykol und Diphenylmethandiisocyanat hergestellt worden und besitzt ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 26 000 und einen Gehalt an -SO₃Na- Gruppen von 0,02 mMol/g. Die Leistung der Probenbänder ist ebenfalls aus Tabelle 2 zu entnehmen. Die Grundzusammensetzung enthält zusätzlich noch Kohlen stoff, dessen Bezeichnung und Eigenschaften unten aufgeführt werden

A: Durchschnittlicher Teilchendurchmesser - 350 nm
Spezifische Oberfläche - 7 m²/g
DBP-Ölabsorption - 38 mL/100 g
B. Durchschnittlicher Teilchendurchmesser - 270 nm
Spezifischer Oberfläche - 9 m²/g
DBP-Ölabsorption - 36 mL/100 g
C: Durchschnittlicher Teilchendurchmesser - 80 nm
Spezifische Oberfläche - 20 m²/g
DBP-Ölabsorption - 48 mL/100 g

Tabelle 2 zeigt ebenfalls die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften und den Reibungskoeffizienten der Probebänder. Die ersteren werden durch Messung der Leistung bei 5 MHz und das T/R-Verhältnis (7 MHz-Signale als Trägersignale und 6 MHz-Signale als Rauschsignale) wiedergegeben. Die Werte sind in Abhängigkeit zu denen in Beispiel 8 zu sehen. Man mißt den Reibungs koeffizienten bei 40°C und 80% relativer Feuchtigkeit.

Aus Tabelle 2 ist zu entnehmen, daß die in den Beispielen erhaltenen Proben bänder gute elektromagnetische Umwandlungseigenschaften aufweisen. Dagegen besitzen die in den Vergleichsbeispielen hergestellten Probenbänder nur geringe elektromagnetische Umwandlungseigenschaften, da in Vergleichsbeispiel 8 die Polycarbonsäure nicht hinzugefügt worden ist, in Vergleichsbeispiel 6 die Menge an Metallsulfonatgruppen oder -sulfatgruppen zu gering ist und in Vergleichs beispiel 7 die Menge an Metallsulfonatgruppen oder -sulfatgruppen im Überschuß vorliegt.

Man kann ebenfalls aus Tabelle 2 entnehmen, daß die in den Beispielen erhaltenen Probenbänder einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen und daher ein gutes Laufvermögen besitzen. Im Gegensatz dazu weisen die in den Vergleichs beispielen 9 und 10 hergestellten Probenbänder, bei denen kein Kohlenstoff hin zugefügt worden ist, einen außerordentlich hohen Reibungskoeffizienten auf. Das in Vergleichsbeispiel 14 hergestellte Probenband, bei welchem eine über mäßige Menge an Kohlenstoff hinzugefügt worden ist, besitzt nur geringe elektro magnetische Umwandlungseigenschaften. Die Ergebnisse, die bei den Vergleichs beispielen 11 und 13 erhalten worden sind, bei denen Kohlenstoff mit einem kleineren Teilchendurchmesser hinzugefügt worden ist, zeigen an, daß, je geringer die hinzugefügte Menge ist, die elektromagnetischen Eigenschaften umso besser, aber der Reibungskoeffizient umso größer sind bzw. ist und daß, je größer die hin zugefügte Menge ist, der Reibungskoeffizient umso niedriger, aber die elektro magnetischen Umwandlungseigenschaften umso geringer ist bzw. sind.

Das heißt mit anderen Worten, daß die elektromagnetischen Umwandlungs eigenschaften und der Reibungskoeffizient nicht miteinander vereinbar sind.

Erfindungsgemäß muß das außerordentlich feine ferromagnetische Pulver im Bindemittel gleichmäßig dispergiert sein, da das Bindemittelharz eine vorge schriebene Menge darin eingeführter -SO₃M- oder -OSO₃M-Gruppen und eben falls eine vorgeschriebene Menge einer Verbindung, die eine Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül enthält, enthält. Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit hervorragenden Ober flächeneigenschaften und elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften im Kurzwellenbereich zur Verfügung stellen.

Die Verbindung mit der Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül besitzt eine starke Affinität zum Bindemittel und trägt somit zur Festigkeit der aufgetragenen Schicht bei.

Des weiteren weist das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium einen niedrigen Reibungskoeffizienten auf und besitzt somit ein ausgezeichnetes Laufvermögen, da es eine geringe Menge Kohlenstoff mit einem spezifischen Teildurchmesser enthält.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht hauptsächlich aus einem ferromagnetischen Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g und einem Bindemittelharz mit darin eingeführten -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen (worin M ein Alkali metall bedeutet) zusammengesetzt ist, wobei die Menge der -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen 0,2 bis 0,8 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt und die Magnetschicht eine Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül enthält, wobei die Menge der Carboxylgruppen 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nicht-magnetischen Substrat und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetschicht hauptsächlich aus einem ferromagnetischen Pulver mit einer spezifischen Oberfläche von größer als 45 m²/g und einem Bindemittelharz mit darin eingeführten -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen (worin M ein Alkali metall bedeutet) zusammengesetzt ist, wobei die Menge der -SO₃M- und/oder -OSO₃M-Gruppen 0,2 bis 0,8 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt und die Magnetschicht eine Verbindung mit einer Vielzahl von Carboxylgruppen im Molekül enthält, wobei die Menge der Carboxylgruppen 0,5 bis 5 µMol pro m² der Oberfläche des ferromagnetischen Pulvers beträgt und die Magnetschicht ebenfalls Kohlenstoff mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 200 bis 400 nm und einer spezifischen Oberfläche von 5 bis 20 m²/g enthält, wobei die Menge des Kohlenstoffs 0,5 bis 4 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des ferromagnetischen Pulvers beträgt.