DE68908077T2

DE68908077T2 - Magnetisches Aufzeichungsmedium.

Info

Publication number: DE68908077T2
Application number: DE89420400T
Authority: DE
Inventors: Bernard Rene Maurice Cadot; Antoine Marie Bernard Laine
Original assignee: Kodak Pathe SA
Current assignee: Kodak Pathe SA
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2009-10-18
Also published as: FR2639647A1; DE68908077D1; ATE92662T1; WO1990004842A1; EP0365448A3; EP0440716A1; EP0365448B1; FR2639647B1; EP0365448A2; JPH04501334A; ES2043077T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einein besonderen Bindemittel, magnetischen Teilchen und einem Gleitmittel; das Medium weist besondere Merkmale bezüglich Härte, Kohäsion, Oberflächen- Rauheit, Widerstand gegenüber Abrieb und Kratzern auf, welche speziellen Merkmale das Material besonders geeignet machen zur Verwendung ohne jede Deckschicht oder äußere Schicht auf halbstarren Trägern, wie beispielsweise Disks oder Karten.
Die meisten magnetischen Aufzeichnungsmedien weisen entweder eine Deckschicht auf, um die Magnetschicht vor Kratzern, Abrieb und anderen Belastungen oder Beschädigungen zu schützen, oder einen Schutz, wie beispielsweise eine Tasche oder eine Kassette.
Wenn es erwünscht ist, einen äußeren Schutz zu vermeiden, und eine hochdichte Aufzeichnung zu erreichen, so ist eine Deckschicht erforderlich, um einen totalen Informationsschutz zu erreichen.
Das Vorhandensein einer Deckschicht erhöht jedoch den Kopf/Schicht-Abstand, während es andererseits wünschenswert ist, eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erzielen.
Die beiden Gegenstände, nämlich ein physikalischer Schutz des Aufzeichnungsmediums und der aufgezeichneten Informationen einerseits und die Verminderung des Kopf/Schicht-Abstandes auf der anderen Seite, widersprechen einander.
Die gewünschte Vermeidung einer Deckschicht ist möglich lediglich dann, wenn das magnetische Medium gleichzeitig die Eigenschaften aufweist, die für das Bindemittel der magnetischen Teilchen und für die Deckschicht erforderlich sind.
Mit anderen Worten, das Medium soll hart genug sein, um Kratzern und anderen Umweltbelastungen widerstehen zu können, sollte eine gute Kohäsion aufweisen, einen guten Widerstand gegenüber Abrieb und einem Abstreifen und sollte nicht spröde sein oder eine Tendenz zur Rißbildung aufweisen; es soll widerstandsfähig gegenüber extremen Wetterbedingungen sein, gegenüber Lösungsmitteln, Temperaturen, bei denen der Magnetträger verwendet wird und ebenfalls Endbehandlungen des Trägers zugänglich sein; schließlich soll das Material einen niedrigen Oberflächenreibungskoeffizienten zwischen der Deckschicht und dem Wiedergabekopf aufweisen, um den Abrieb von beiden zu vermindern, und soll ferner gute Gleiteigenschaften aufweisen. Sämtliche dieser Erfordernisse implizieren die Auswahl eines geeigneten Bindemittels für das magnetische Medium und die Möglichkeit der Einarbeitung eines Gleitmittels in das Bindemittel.
Die augenblicklich verwendeten Bindemittel für magnetische Aufzeichungsmedien werden hergestellt aus einer Mischung von (a) einem Polyurethanelastomeren mit hohem Molekulargewicht, erhältlich durch Umsetzung eines Polyols mit Isocyanaten und unter Verwendung von Ketten-Ausdehnungsmitteln, welche dem Polyurethan eine Elastizität verleihen, und (b) einem Vinylcopolymeren mit Vinylchlorideinheiten und guervernetzbaren OH-Gruppen, welche dazu dienen, die magnetischen Teilchen zu dispergieren und um die Isocyanate querzuvernetzen. Diese Kombination verleiht der Schicht die gewünschte Festigkeit.
Derartige Bindemittel sind indessen nicht hart genug, um ohne schützende Deckschicht verwendet werden zu können, da sie nicht resistent genug sind gegenüber Kratzern und anderen Oberflächenbeschädigungen, um eine vollständige Bewahrung der Informationen zu gewährleisten.
Ein anderer Bindemitteltyp für magnetische Aufzeichnungsmedien wird in der französischen Patentschrift 1020808 beschrieben. Dieser Bindemitteltyp besteht aus einem nicht- elastomeren Polyurethan, das durch ein Isocyanat-Vorpolymer quervernetzt ist, das mindestens drei funktionelle Gruppen aufweist, um ein dreidimensionales Gitter zu erzeugen. Dieser Typ eines Bindemittels ist jedoch zu hart und weist eine Tendenz zur Versprödung und zur Rißbildung auf. Die französische Patentschrift 1311588 beschreibt das Bindemittel der französischen Patentschrift 1020808 zusammen mit einem Copolymeren auf Basis von Vinylchlorid, das hochpolymerisiert ist, das als Elastomer dient; in diesem Falle enthält es keine quervernetzbaren OH-Gruppen und wird in einem 10 bis 20%igen Verhältnis in der Mischung verwendet.
Dieser Bindemitteltyp weist jedoch keine ausreichende Widerstandsfähigkeit auf und genügt nicht den oben angegebenen Erfordernissen.
Die U.S.-Patentschrift 4 391 851 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Mediums, das als Bindemittel eine Mischung aus einem Polyol, einem Polyisocyanat und Nitrocellulose aufweist. Das Dokument erwähnt jedoch nicht noch schlägt es vor, daß diese Methode zu einem magnetischen Medium führen könnte, die solche bemerkenswerten Eigenschaften aufweist wie das Medium der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Medium bereitgestellt, das die erforderlichen Eigenschaften aufweist und ein besonderes Bindemittel enthält.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit magnetischen Teilchen und einem Bindemittel, hergestellt aus einem quervernetzten dreidimensionalen Polyurethan und ist dadurch gekennzeichnet, daß das quervernetzte dreidimensionale Polyurethan erhalten wird aus einem verzweigten Polyol mit mehr als 8 Gew.-% OH-Gruppen mit einem mittleren Molekulargewicht von weniger als 4000 und einem Isocyanant-Vorpolymeren mit mindestens drei Isocyanatfunktionen.
Geeignete Polyole, die man verwenden kann, sind aromatische oder aliphatische Polyester-Polyole oder Polyether-Polyole.
Die Polyester-Polyole sind Substanzen mit Hydroxygruppen und werden hergestellt aus Dicarbonsäuren oder Derivaten hiervon, wie beispielsweise Anhydriden, wie beispielsweise Adipinsäure, Terephthalsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Maleinsäure und polyfunktionellen Alkoholen, wie beispielsweise Glykolen, Glyzerin, Hexandiol, Hexantriol, Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrol usw.
Die Polyether-Polyole sind ebenfalls Substanzen mit Hydroxygruppen und können hergestellt werden aus Alkylenoxiden und den obenerwähnten Alkoholen, die zur Herstellung der Polyester verwendet werden.
Die Menge an -COOH-Gruppen und -OH-Gruppen ist derart, daß das Verhältnis von -OH/-COOH oberhalb 1 liegt. Während bei der Kondensation sämtliche -COOH-Gruppen reagieren, verbleiben einige freie Hydroxylgruppen. Die Polyole, die erfindungsgemäß eingesetzt werden, enthalten mindestens 8 Gew.-% OH-Gruppen. Die Dicarbonsäure ist vorzugsweise eine hydrierte Phthalsäure, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Säuren, und der polyfunktionelle Alkohol besteht vorzugsweise aus Trimethylolpropan, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Alkoholen.
Der Ausdruck "Isocyanat-Prepolymer", der gewöhnlich auf dem Gebiet der Polyurethanchemie verwendet wird, kennzeichnet eine Verbindung mit mindestens drei Isocyanatfunktionen, d.h. mit einer Funktionalität von drei. Derartige Verbindungen können beispielsweise erhalten werden von 3 Molen eines aliphatischen oder aromatischen Diisocyanates und 1 Mol eines trifunktionellen Alkohols, wie beispielsweise Glyzerin, Hexantriol oder Trimethylolpropan.
Die entsprechenden Mengen an Polyol und Isocyanat sind derart, daß das Gesamtverhältnis von NCO/OH über 0,9 liegt und vorzugsweise gleich ist oder über 1 liegt. Der Ausdruck Gesamt-OH bedeutet, daß, wenn das magnetische Medium einen Lieferanten von -OH aufweist, der verschieden ist von dem des Polyols, dies in Betracht zu ziehen ist bei der Berechnung des Gehaltes an Isocyanat-Prepolymer, so daß eine vollständige Quervernetzung erzielt wird.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß es die Polyfunktionalität des Isocyanates ist in Verbindung mit einem speziellen Polyol, was zur Dichte des quervernetzten Polyurethangitters beiträgt und zu einem Bindemittel führt, das gleichzeitig hart und fest ist, jedoch nicht spröde.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium kann beliebige bekannte magnetische Teilchen aufweisen, wie beispielsweise Metalloxide, z.B. dotierte oder nicht-dotierte Eisen- oder Chromoxide, Metallteilchen, wie beispielsweise Eisenteilchen, Ba- oder Sr-Hexaferrite, usw.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bestehen die Magnetteilchen, die verwendet werden, aus Ba- oder Sr-Hexaferritteilchen mit einem koerzitiven Feld von über 4000 Oe (300 kA/m) und vorzugsweise über 5000 OE (400 kA/m), einer Sättigungsmagnetisierung von über 55 emu/g und vorzugsweise über 60 emu/g und einem Verhältnis der Kommutationsfeldverteilung zum koerzitiven Feld (SFD/Hc) von unter 0,45 und vorzugsweise unter 0,40.
Ein Verfahren zur Herstellung von solchen Teilchen wird in der französischen Patentschrift 2637888 mit dem Titel "Procédé de préparation de particules magnétiques d'hexaferrites, particules obtenues et produit les contenant" beschrieben.
Der SFD-Wert ist charakteristisch für die Verteilungsbreite des Kommutationsfeldes. Ausgehend von dem Hysteresiszyklus (magnetischer Fluß M als Funktion des Magnetfeldes H) wird die Kurve dM/dH als Funktion von H aufgezeichnet (abgeleitet vom Hysteresiszyklus), worauf man die Größe berechnet von der Mittelhöhe ΔH der beobachteten Spitze, wenn H = Hc ist; wobei dieser Wert als SFD-Wert bezeichnet wird. Dieser SFD- Wert wird durch das koerzitive Feld der Teilchen geteilt, wodurch das dimensionslose Verhältnis von SFD/Hc erhalten wird.
Die Magnetisierung und das koerzitive Feld werden mittels eines VSM-Gerätes gemessen (vibrierendes Proben-Magnetometer) unter einem maximalen magnetisierenden Feld von 20.000 OE (1590 kA/m).
Das Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ferner Additive, die im allgemeinen in derartigen Medien verwendet werden.
Es kann insbesondere Gleitmittel enthalten, die in Magnetschichten eingearbeitet werden, um den Reibungskoeffizienten zwischen der Schicht und dem Kopf zu vermindern, um den Abrieb zu reduzieren und um die Gleiteigenschaften zu verbessern. Zu derartigen Gleitmitteln gehören beispielsweise feine Graphitteilchen oder feine Teilchen aus Molybdän- oder Wolframsulfit, Siliconöle, ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, Ester von Fettsäuren und Monoalkoholen, Carbonsäureester, wie sie in der französischen Patentschrift 2 094 663 beschrieben werden, fluorinierte Kohlenwasserstoffe oder feine Teilchen von Polymeren, z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluoroethylen usw.
Im Falle solcher Ausführungsformen wie Karten oder Disks, in denen es einerseits besonders wünschenswert ist, keine Deckschichten zu verwenden, und in denen andererseits das magnetische Medium Gebrauchstemperaturen oder Behandlungstemperaturen ausgesetzt wird, die erhöht sind, beispielsweise Temperaturen von oberhalb 100ºC und sogar 150ºC, verwendet man feste Gleitmittel, von denen mindestens 90% und vorzugsweise mindestens 99% der Teilchen eine Teilchengröße von nicht größer als 3 um aufweisen, wobei sie vorzugsweise in Mengen von nicht mehr als 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der magnetischen Teilchen, eingesetzt werden.
Tatsächlich weisen flüssige Gleitmittel eine Tendenz auf, aus dem magnetischen Medium auszutreten, wenn die Temperatur erhöht wird, insbesondere dann, wenn die Endbehandlung des Magnetträgers hohe Temperaturen erfordert.
Als feste Gleitmittel lassen sich beispielsweise verwenden feine Graphitteilchen, feine Molabdänsulfitteilchen oder feine Wolframsulfitteilchen oder Polyethylenteilchen. Vorzugssweise verwendet man Polytetrafluoroethylen (PTFE). Das PTFE wird im Handel in Form eines Pulvers von mehreren Herstellern vertrieben. Beispielsweise wird ein PTFE-Pulver von der Firma Du Pont de Nemours unter der Bezeichnung Vydax vertrieben.
Wesentlich ist, daß das feste Gleitmittel verträglich mit den anderen Bestandteilen des Aufzeichnungsmediums ist, und daß es nicht mehr als 10% Teilchen aufweist, die eine Größe von mehr als 3 um aufweisen, vorzugsweise nicht mehr als 1%. Ferner sollte die PTFE-Menge im magnetischen Medium nicht 2 Gew.-% übersteigen. Eine solche Verteilung läßt sich durch Filtrieren oder Sieben oder nach anderen bekannten Methoden erreichen.
Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird doch angenommen, daß die quervernetzte Struktur des Bindemittels es ermöglicht, daß die Teilchen des festen Gleitmittels eine Teilchengröße von kleiner als 3 um aufweisen.
Das feste Gleitmittel auf Basis Polytetrafluoroethylen kann mit einem inerten Polymer assoziiert sein, wie beispielsweise einem Polyolefin, z.B. Polyethylen.
Zusätzlich zu dem bekannten PTFE, wie oben erwähnt, können bekannte Gleitmittel, wie beispielsweise Siliconöle, in Mengen von weniger als 1 Teil pro 100 Teilen Magnetteilchen verwendet werden.
In dem magnetischen Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung kann ein oder können mehrere oberflächenaktive Mittel verwendet werden, um die Benetzbarkeit, Dispergierbarkeit und Ausbreitbarkeit der Dispersion zu gewährleisten. Verwendbar ist beispielsweise ein Ester einer Polycarbonsäure oder ein komplexer organischer Ester der Phosphorsäure, des Lecithins, von Fettsäuren, wie beispielsweise Palmitinsäure oder Ölsäure oder Mischungen von geeigneten oberflächenaktiven Verbindungen. Als Dispersionsmittel kann ferner ein Vinylcopolymer verwendet werden, auf Basis von Vinylchlorid mit OH- Gruppen. Ein solches Copolymer weist im allgemeinen 70 bis 90% Vinylchlorid auf, wobei die anderen Monomeren ausgewählt sind aus Vinylacetat, Polyvinylalkohol sowie Acrylsäure- oder Methacrylsäureestern, die gegebenenfalls Hydroxylgruppen aufweisen. In diesem Fall sind die OH-Gruppen des Vinylcopolymeren zu beachten, die auch in dem dreidimensionalen Polyurethangitter vernetzt sein sollten und die Menge an Isocyanat-Prepolymeren sollte infolgedessen entsprechend eingestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Alkylphenoxypolyethoxyethylester der Phosphorsäure verwendet, in einer Menge von 3 bis 8 g auf 100 g magnetische Teilchen und ein Vinylcopolymer in einer Menge von weniger als 10 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Bindemittel.
Zusätzlich können die Bindemittelzusammensetzungen die üblichen Additive enthalten, wie beispielsweise Abrieb-Pulver, wie z.B. AL&sub2;O&sub3; oder Cr&sub2;O&sub3;, Pigmente in Form eines feinen Pulvers oder in Form eines Kolloides, wie z.B. Ruß, um die Schicht anzufärben, und Kieselsäure, um die Qualität und Stabilität der Dispersion zu erhöhen.
Schließlich kann die Zusammensetzung Mittel zur Förderung der Vernetzung enthalten, je nach dem eingesetzten Bindemittel und der gewünschten Kinetik.
Die Beschichtungsdispersion wird durch Vermischen der magnetischen Teilchen, der verschiedenen Bestandteile des Bindemittels und der Additive in Gegenwart von Lösungsmitteln hergestellt. Verwendet werden Lösungsmittelmischungen, die in üblicher Weise zur Herstellung von Dispersionen magnetischer Teilchen eingesetzt werden.
Zu den verwendbaren Lösungsmitteln, die eingesetzt werden können, gehören Ester, wie beispielsweise Methylacetat, Ethylacetat, Isopropylacetat, Tetrahydrofuran, Ketone, wie z.B. Methylethylketon, Methylisobutylketon und das Cyclohexanon, Nitromethan, Nitroethan, Dichloroethan, benzolische Lösungsmittel, wie Toluol usw. Die im Einzelfalle einzusetzenden Mengen an Lösungsmittel lassen sich von dem Fachmann bestimmen, je nach den erwünschten Ergebnissen, den speziellen Verbindungen der Dispersion und dem verwendeten Gerät. Bevorzugte Dispersionen werden in den Beispielen beschrieben.
Wie es im Stande der Technik bekannt ist, wird eine Paste aus den magnetischen Teilchen, dem oberflächenaktiven Mittel und dem Vinylcopolymeren erzeugt, worauf die Paste in einer Kugelmühle vermahlen wird, worauf die anderen Komponenten des magnetischen Mediums zugesetzt werden. Auf diese Weise erhält man eine magnetische Beschichtungszusammensetzung, welche in bekannter Weise auf einen Träger aufgetragen werden kann. Die Quervernetzung des Polyurethans erfolgt in bekannter Weise, im allgemeinen durch Erwärmen, wobei gegebenenfalls, wie angezeigt, falls erforderlich, ein Vernetzungsbeschleunigungsmittel zugegeben werden kann.
Das erhaltene magnetische Medium ist sehr hart; die Härte läßt sich leicht durch einen Kratztest ermitteln, wie er im folgenden beschrieben wird. Das magnetische Medium weist eine ausgezeichnete Kohäsion auf, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Abrieb und eine geringe Abriebkapazität und ist widerstandsfähig gegenüber Lösungsmitteln. Im allgemeinen weist das magnetische Medium ohne Deckschicht einen Abrieb auf, der einem Verlust an elektrischem Signal von nicht mehr als 5% bei 2000 Durchläufen entspricht. Ferner weist das Medium einen Abrieb von weniger als 600 um auf und einen Kratzwiderstand von weniger als 1,5 um. Weiterhin ist, wenn PTFE wie oben beschrieben verwendet wird, das magnetische Medium nicht empfindlich gegenüber Temperaturveränderungen im Bereich von -20 bis +130ºC.
Das Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung kann jederzeit als starres oder halbstarres Medium verwendet werden ohne Deckschicht, beispielsweise zur Herstellung von hochdichten Disks oder Karten.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung wird das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der Erfindung in einer magnetischen Datenspeicherkarte verwendet, z.B. einer Karte, wie sie in der französischen Patentanmeldung 8814217 mit dem Titel "Carte mémoire magnétique grande capacité et procédé de fabrication" beschrieben wird.
Die folgenden Beispiele beziehen sich speziell auf eine Karte mit einem Medium hoher Energie und Dichte mit einem Koerzitivfeld von 4500 bis 6000 Oe, einer Sättigungs-Magnetisierung von größer als 60 emu/cm³ und vorzugsweise höher als 80 emu/cm³ und einem SFD/HC-Verhältnis von kleiner als 0,50 und vorzugsweise kleiner als 0,30. Bezüglich der Pulver wurde die Magnetisierung und das koerzitive Feld mit einem VSM-Gerät gemessen in einem maximalen magnetisierenden Feld von 20.000 OE (1590 kA/m). Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Karte beschränkt.
Die in den Beispielen angegebenen Ergebnisse betreffen den elektrischen Verschleiß, Abriebcharakteristika, Rauheit und den Widerstand des magnetischen Aufzeichnungsmediums gegenüber Kratzern.
Die Parameter wurden mittels der folgenden Testmethoden ermittel:

Elektrischer Verschleißtest

Auf einer magnetischen Karte wird eine bestimmte Anzahl von Spuren ausgewählt, die gleichförmig in der magnetischen Schicht verteilt sind.
Auf jeder Spur wird ein Signal aufgezeichnet, das mehrmals abgespielt wird. (Anzahl der Durchläufe). Die Amplitude des abgelesenen Signals wird mittels eines Oszilloskops gemessen. Der Signalverlust entspricht dem Unterschied zwischen der ersten Wiedergabe und der letzten Wiedergabe und wird ausgedrückt in Signal-%, bezogen auf das Signal, das während des ersten Durchlaufs ermittelt wird.

Rauheitstest

Das zu testende magnetische Medium wird mit einer Geschwindigkeit von 40 um/s in einer Entfernung von 2 mm bewegt. Mit Hilfe eines Konverters wird die Verschiebung eines Sensors gemessen, der sich in Kontakt mit dem Medium befindet, und zwar mit Hilfe einer Kugel eines Durchmessers von 5 um aus Rayon. Die auf die Kugel angewandte Kraft lag bei 0,03 mN. Die analoge Spannung am Ausgang des Konverters, proportional zu den Sensor-Oszillationen wurde numerisch in einem Computer verarbeitet, der die Rauheits-Charakteristika berechnete. Die hier angegebene Rauheit ist eine mittlere arithmetische Rauheit (d.h. der mittlere arithmetische Wert aus den absoluten Werten der Profilabweichungen von der mittleren Linie).

Test zur Bestimmung des Abriebwiderstandes

Die Methode, die angewandt wurde, um die Abriebcharakteristika einer Schicht zu ermitteln, bestand darin, die Schicht an einem Kupfer-Torus mit einer Vickers-Härte von 52 vorbeizuführen, mit einem Fadendurchmesser von 1,6 mm und einem Rayon-Inneren von 8 mm, unter einer Länge von 5 cm, unter Anwendung einer konstanten Kraft von F=0,6 N und einer Geschwindigkeit von 8 cm/s, 1400mal vor und zurück.
Auf dem Torus erhält man auf diese Weise ein Abriebmuster in Form einer Pseudo-Ellipse, deren Hauptachse die größere war, da die Schicht stärker schleifend war. Gemessen wurde die Länge der Hauptachse dieser Pseudo-Ellipse mittels eines Mikroskops, ausgerüstet mit einem Mikrometer. Diese Länge wurde als Parameter für die Definition der Abriebcharakteristika verwendet.

Kratztest

Der Test wird durchgeführt, indem ein sphärischer Diamant mit einem Radius R = 15 um unter einem Gewicht von 4 g über die Überfläche des magnetischen Aufzeichnungsmedium geführt wird.
Der Kratz-Widerstand wird ausgedrückt als Tiefe des Kratzers in um, berechnet aus der halben Breite a des Abdruckes, der durch den Diamanten auf der Oberfläche erzeugt wurde, gemäß der folgenden Gleichung: Tiefe
Es wurden die folgenden im Handel erhältlichen Produkte verwendet:
- Desmopher ,Warenzeichen für eine Gruppe von Polyestern und Polyethern, die durch Isocyanate vernetzbar sind, Hersteller Bayer AG.
- Desmodur , Warenzeichen für eine Gruppe von Isocyanaten und Isocyanat-Prepolymeren, Hersteller Bayer AG.
- Gafac , Warenzeichen für eine Gruppe von anionischen oberflächenaktiven Verbindungen, bei denen es sich um komplexe organische Ester von Phosphaten handelt, Hersteller General Aniline and Film Corp.
- Vinnol , Warenzeichen für Copolymere von Polyvinylalkohol, Hersteller Wacker-Chemie Gesellschaft.
- Vydax , Warenzeichen für Fluorkohlenwasserstofftelomere, Hersteller E.I. Du Pont de Nemours.
- Lexan , Warenzeichen für Polycarbonate, Hersteller General Electric Company.
Die Bariumhexaferrit-Teilchen, die in allen Beispielen verwendet wurden, wurden nach dem Verfahren der französischen Patentschrift 2637888 hergestellt. Diese Teilchen hatten eine Azikularität zwischen 1,5:1 und 3:1 und eine Länge von 0,1 bis 0,3 um. Ihre Magnetisierung bei Sättigung lag bei 62 ± 2 emu/g, ihre Feld-Koerzitivität lag zwischen 4700 Oe und 5300 Oe, ihr SFD-Wert lag zwischen 1800 und 2100 Oe und ihr Verhältnis von SFD/HC lag zwischen 0,34 und 0,45.
Die Ergebnisse der chemischen und magnetischen Messungen auf diesen Karten sämtlicher Beispiele sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Zu bemerken ist ferner, daß die erhaltenen Karten sämtlicher Beispiel einen ausgezeichneten Widerstand gegenüber der Einwirkung von Lösungsmitteln hatte, gegenüber der Einwirkung von Temperatur und äußeren Angriffe. Ein wiederholtes Verbiegen der Karten führte zu keinen Schäden der magnetischen Schicht.

Beispiel 1

Es wurde eine magnetische Dispersion, ausgehend von folgenden Bestandteilen hergestellt:
Ba-Hexaferrit-Teilchen 100,0 g
oberflächenaktives Mittel GAFAC RE 610 7,0 g
Vinnol E 22/40 A 1,0 g
SiO&sub2; 1,0 g
Cr&sub2;O&sub2; 3,0 g
Al&sub2;O&sub3; 6,0 g
Ruß 3,0 g
Desmophen 651 15,8 g
Desmodur L 18,2 g
Vydax AR 0,4 g
Zu dieser Dispersion wurde die folgende Lösungsmittelmischung zugegeben, derart, daß das Mischungsverhältnis von Dispersion/Lösungsmittelmischung bei 55/45 lag:
Ethylacetat 50 Teile
THF 25 Teile
Methylacetat 25 Teile
Nach Verrühren und Filtrieren wurde die Dispersion auf ein Blatt aus LEXAN 8800 Polycarbonat mit einer Dicke von 40 bis 60 um aufgetragen und aufgetrocknet, unter Erzeugung einer Schicht einer Trocken-Schichtstärke von 6 um. Ein rechteckiger Abschnitt des erhaltenen Filmes wurde auf einen Stapel von Polycarbonatblättern aufgebracht, so daß die Gesamtdicke 600 um betrug. Durch Ultraschall-Verschweißen an vier Stellen wurde ein Sandwich erhalten, worauf der Sandwich mit der Seite des magnetischen Films auf eine Glasplatte aufgebracht wurde und bei einer Temperatur zwischen 160 und 180ºC unter einem Druck von 100 bis 1000 N/cm² verschweißt wurde. Hieraus wurde eine Karte im Iso-Format (54 x 86 mm) herausgeschnitten und die mechanischen und magnetischen Eigenschaften dieser Karte wurden ermittelt.
Der elektrische Verschleißtest wurde durchgeführt auf einer Spur einer Größe von 200 um, bei einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 200 mm/s und einer Frequenz von 14,6 kHz (entsprechend einer Dichte von 1457 Bits/cm). Die Anzahl der Durchläufe betrug 2000.

Beispiel 2

Es wurde eine magnetische Dispersion hergestellt, die enthielt:
Ba-Hexaferrit-Teilchen 100,0 g
GAFAC RE 610 3,0 g
Vinnol 22/40 2,0 g
SiO&sub2; 1,5 g
Al&sub2;O&sub3; 15,0 g
Ruß 3,0 g
Desmophen 651 20,8 g
Desmodur L 27,2 g
Copolymer aus Polytetrafluoroethylen/Polyethylen (50/50) (Größe der Teilchen gleich oder unterhalb 3 um) 1,0 g
Als Lösungsmittel wurde die folgende Mischung verwendet, wobei das Verhältnis von Dispersion zu Lösungsmittelmischung bei 53/47 lag:
Isopropylacetat 55
Nitroethan 15
Dichloroethan 20
Methylisobutylketon 10
Es wurde eine Karte wie im vorstehenden Beispiel beschrieben hergestellt, wobei der elektrische Verschleißtest unter den gleichen Bedingungen wie im vorstehenden Beispiel beschrieben durchgeführt wurde.

Beispiel 3

Es wurde eine magnetische Dispersion aus folgenden Komponenten hergestellt:
Ba-Hexaferrit-Teilchen 100 g
Polycarbonsäureester 6g
Vinnol E 22/40 A 1g
SiO&sub2; 2g
Al&sub2;O&sub3; 15 g
Ruß 3g
Desmophen 651 21,4 g
Desmodur L 27,9 g
Polytetrafluoroethylen/Polyethylen (50/50) (Größe der Teilchen gleich oder unterhalb 3 um) 1,5 g
Es wurde die folgende Lösungsmittelmischung verwendet, bei einem Verhältnis von 62 Teilen Dispersion zu 38 Teilen Lösungsmittelmischung:
Ethylacetat 50
Methylisobutylketon 25
Nitroethan 25
Es wurde eine Karte wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, und der elektrische Verschleißtest wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 angegeben durchgeführt.

Beispiel 4

Es wurde eine magnetische Dispersion aus folgenden Komponenten hergestellt:
a-Hexaferrit-Teilchen 100 g
GAFAC RE 610 3g
Silicone Byt -310 0,1 g
Vinnol E 22/40A 2,0 g
SiO&sub2; 1,5 g
Al&sub2;O&sub3; 15 g
Ruß 3g
Desmophen 651 20,2 g
Desmodur L 27,5 g
Copolymer aus Polytetrafluoroethylen/Polyethylen (50/50) (Größe der Teilchen gleich oder kleiner als 3 um) 1,0 g
Als Lösungsmittel wurde die folgende Mischung verwendet, in einem Verhältnis von 58 Teilen Dispersion auf 42 Teile der Lösungsmittelmischung:
Cyclohexanon 22
Ethylacetat 9
Methylethylketon 60
Toluol 9
Es wurde eine Karte wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und der elektrische Verschleißtest wurde unter den gleichen Bedingungen durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Anzahl der Durchläufe bei 24.000 lag.

Beispiel 5

Es wurde eine magnetische Dispersion mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Ba-Hexaferrit-Teilchen 100 g
GAFAC RE 610 3,0 g
Lecithin 3,0 g
Silicone Byk 310 0,2 g
SiO&sub2; 15 g
Al&sub2;O&sub3; 1,5 g
Vinnol 22/40 2g
Desmophen 651 20,5 g
Desmodur L 28 g
Copolymer aus Polytetrafluoroethylen/Polyethylen (50/50) (Größe der Teilchen gleich oder kleiner als 3 um) 1,2 g
Als Lösungsmittel wurde die folgende Lösungsmittelmischung verwendet bei einem Verhältnis von 61 Teilen der Dispersion auf 39 Teile der Mischung der Lösungsmittel:
Cyclohexanon 20
Ethylacetat 20
Methylethylketon 38
Toluol 22
Es wurde eine Karte wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt und der elektrische Verschleißtest wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt mit der Ausnahme, daß die Anzahl der Durchläufe 24.000 betrug.

Beispiel 6

Es wurde eine magnetische Dispersion aus folgenden Komponenten hergestellt:
Ba-Hexaferrit-Teilchen 100 g
Dextrol OC 70, Hersteller Dexter 2,0 g
Palmitinsäure 1,5 g
SiO&sub2; 1,5 g
Al&sub2;O&sub3; 15 g
Vinnol 22/40 1,5 g
Desmophen 651 20,8 g
Desmodur L 28 g
Copolymer aus Polytetrafluoroethylen/Polyethylen (50/50) (Größe der Teilchen gleich oder kleiner als 3 um) 1 g
Vydax 1g
Als Lösungsmittel wurde die folgende Mischung verwendet in einem Verhältnis von 55 Teilen Dispersion pro 45 Teile der Lösungsmittelmischung:
Cyclohexanon 12
Ethylacetat 25
Methylethylketon 63
Es wurde eine Karte wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, und es wurde der elektrische Verschleißtest durchgeführt unter den angegebenen Bedingungen mit der Ausnahme, daß die Anzahl der Durchläufe 24.000 betrug. Tabelle Beispiele Messungen Magnetische Koerzitivfeld Oe Mechanische Elektrischer Verschleißtest bei Durchläfen Rauheit (nm) Abriebfestigkeit (um) Kraftwiderstand (um)

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit magnetischen Teilchen und einem Bindemittel, das aus einem quervernetzten dreidimensionalen Polyurethan gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das quervernetzte dreidimensionale Polyurethan gebildet wird aus einem verzweigten Polyol mit mindestens 8 Gew.-% OH-Gruppen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von weniger als 4000 und einem Isocyanat-Vorpolymer mit mindestens 3 Isocyanat- Funktionen.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, in dem das Polyol ein Polyester-Polyol ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1 oder 2, in dem die entsprechenden Mengen an Polyol und Isocyanat-Vorpolymer, die das Polyurethan bilden, derart sind, daß das NCO/OH- Gesamt-Verhaltnis bei > 0,9 liegt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, bei dem das NCO/OH-Gesamt-Verhältnis bei > 1 liegt.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiterhin enthaltend ein teilchenförmiges festes Schmiermittel, wovon mindestens 90 % der Teilchen eine Größe von < 3 um aufweisen, entsprechend weniger als 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der magnetischen Teilchen.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5, in dem mindestens 99 % der festen Schmiermittelteilchen eine Größe von < 3 um aufweisen.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5 oder 6, in dem die festen Schmiermittelteilchen Polytetrafluoroethylenteilchen sind.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 7, in dem das feste Gleitmittel ferner ein Polyolefin umfaßt.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in dem die magnetischen Teilchen Eisenoxid-Teilchen sind.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in dem die magnetischen Teilchen metallische Eisen- Teilchen sind.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, in dem die magnetischen Teilchen Barium- oder Strontiumhexaferrit-Teilchen sind.

12. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, in dem die Barium- oder Strontiumhexaferrit-Teilchen ein Koerzitivfeld von größer als 5000 Oe (400 kA/m) aufweisen, eine Sättigungsmagnetisierung von größer als 60 emu/g und ein wechselndes Feldverteilungs-/Koerzitiv-Verhältnis von kleiner als 0,40.

13. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 12, das keine Deckschicht aufweist und einen Verschleißwiderstand entsprechend einem elektrischen Signalverlust von < 5 % bei 2000-maliger Verwendung aufweist, einen Abrieb von < 600 um sowie einen Ritzwiderstand von < 1,5 um.

14. Verwendung des magnetischen Aufzeichnungsmediums nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einer magnetischen Aufzeichnungskarte oder Disc.

15. Verwendung des magnetischen Aufzeichnungsmediums nach Anspruch 13 in einer Magnetkarte von hoher Kapazität.