NL8603011A - Magnetisch registratie element. - Google Patents

Description

PHQ 86.026 1

J

PD Magnetics, Molenstraat 37, 4902 NM Oosterhout Magnetisch registratie element.

De uitvinding heeft betrekking op een magnetisch registratie element met een drager en een magnetische bekledingslaag die een magnetisch pigment van Cr02 deeltjes bevat, een niet-magnetisch pigment, bindmiddelen en hulpstoffen.

5 Het magnetisch registratie element wordt toegepast voor registratie van geluidinformatie, beeldinformatie of data. Het element heeft de vorm van een plaat, schijf of band. Vooral geluids- en videobanden (tapes) worden veelvuldig toegepast. In de registratie-weergave apparatuur (Eng.: recorder) passeert de band de opneem-10 weergavekop, zoals een videokop, met een snelheid van bijvoorbeeld 3-7 m/s.

Het gehalte van het magnetisch pigment in de magnetische bekledingslaag, de zogenaamde pigmentbelading, is hoog en bedraagt meestal tenminste 70 gew.% dat wil zeggen ongeveer 50 vol.% of meer. De 15 pigmentdeeltjes bepalen behalve de magnetische eigenschappen, ook voor een groot deel de mechanische eigenschappen zoals bijvoorbeeld de wrijvingscoêfficiênt van de magnetische bekleding.

Bij passage van de magneetband langs de opneem-weergavekop moet een uiterst geringe slijtage van de kop plaatsvinden in 20 de orde van grootte van 1-4 ym en bij voorkeur van 1-2 ym per 100 uur gebruik. Indien geen kopslijtage plaatsvindt, wordt vuil afgezet op de kop. Dit heeft een verlaging van het registratiesignaal, zoals video- of audiosignaal tot gevolg. Een te hoge kopslijtage van bijvoorbeeld 10 ym per 100 uur maakt dat de opneem-weergavekop vroegtijdig moet worden 25 vervangen hetgeen onrendabel is.

Magnetische pigmenten van ^-Fe^ deeltjes of van metaalpoeder zijn relatief zacht. Teneinde magneetbanden die deze magnetische pigmentdeeltjes bevatten wat slijtvaster te maken en vuilafzetting op de magneetkop te voorkomen is voorgesteld om in de 30 magnetische bekledingslaag een niet-magnetisch pigment op te nemen van harde, abrasieve deeltjes zoals Al^ en Cr202 deeltjes.

Verwezen mag worden naar de Europese octrooiaanvrage 0.138.036 en het 860 30 1 1 PHQ 86.026 2 Λ

Duitse Offenlegungsschrift 33 25 972.

Bij toepassing van een magnetisch pigment van Cr02 deeltjes is de situatie duidelijk anders. De Cr02 deeltjes zijn harde deeltjes, veel harder dan Y-Fe203 deeltjes of metaalpoeder zoals Fe 5 poeder. Om de slijtage van de weergavekop te beperken moet de samenstelling van de Cr02 band worden aangepast aan de hardheid van de Cr02 deeltjes. Dit betekent in de praktijk dat relatief zachte bindmiddelen worden toegepast zoals polyesterurethaan bindmiddelen van een zacht type, in combinatie met een relatief grote hoeveelheid van 10 een smeermiddel. Vanwege het zachte bindmiddel worden de enigszins uitstekende Cr02 deeltjes in de oppervlaktelaag van de magnetische bekleding gedrukt zodat de magnetische bekledingslaag een glad oppervlak heeft. Dit veroorzaakt een slipprobleera dat wil zeggen de band heeft de neiging om na stilstand niet of zeer moeilijk weer op de 15 gewenste snelheid te komen. Dit slipprobleem (Eng.: drag) is bijvoorbeeld vermeld in kolom 3 regels 30-39 van het Amerikaanse octrooischrift 4.525.424.

De toepassing van een harder bindmiddel zoals een in de Amerikaanse octrooischriften 4.284.750 en 4.525.424 beschreven harder 20 polyesterurethaan bindmiddel, leidt tot een te hoge kopslijtage van 10 pm of meer per 100 uur speeltijd.

In de Europese octrooiaanvrage nr. 0.132.0040 is een magnétisch registratie element beschreven waarvan het Cr02 magnetisch pigment voor een aanzienlijk gedeelte, nl. 25-50 vol.%, vervangen is 25 door niet-magnetische deeltjes. De niet-magnetische deeltjes hebben een Moh hardheid van 1-7 zoals kunststof deeltjes met een Moh hardheid van 1-3, a-Fe203 of ZnO deeltjes met een Moh hardheid van 4-5 of Si02 en Cr202 deeltjes met een Moh hardheid van 6-7, Hiermede wordt een verlaagde kopslijtage bereikt terwijl het signaalverlies betrekkelijk 30 gering is.

De uitvinding beoogt een magnetisch registratie element met verbeterde eigenschappen te verschaffen.

Een doelstelling volgens de uitvinding is een magnetisch registratie element met verbeterde mechanische eigenschappen zoals een 35 lage wrijvingscoëfficiënt en een geringe kopslijtage in kombinatie met verbeterde magnetische eigenschappen zoals een hoge signaalsterkte en een hoge verhouding van ° /Bs. De laatste factor is het quotiënt 8603011 PHQ 86.026 3 $ ϊ van het magnetisch moment bij remanentie en het magnetisch moment bij verzadiging. Deze factor is ook bekend als de rechthoekigheid van een magnetisch medium.

Een verdere doelstelling volgens de uitvinding is 5 een magnetisch registratie element waarvan de fabricage technologische voordelen biedt. In het bijzonder is het filtratiegedrag van de magnetische lak verbeterd. De magnetische lak is de dispersie van het magnetisch pigment in een oplossing van het bindmiddel. De lak wordt gefiltreerd en in een dunne laag op een drager aangebracht, Na droging/ 10 waarbij het oplosmiddel wordt verwijderd, en na kalandering wordt een magnetische bekledingslaag gevormd. Het filtratieproces is een kritische processtap. Een verbetering van het filtratiegedrag leidt niet alleen tot een voordelige procesvoering maar ook tot een verhoogde en meer uniforme kwaliteit van het registratie element.

15 Deze doelstellingen worden bereikt met een registratie element van het type zoals in de aanhef is vermeld dat volgens de uitvinding het kenmerk draagt dat het niet-magnetisch pigment is samengesteld uit deeltjes die een lood- of magnesiumverbinding bevatten in een hoeveelheid van 2-15 gew.% berekend op de totale hoeveelheid 20 pigment en met een deeltjesdiameter van 0,3-4 pm.

Voorbeelden van geschikte verbindingen zijn magnesiumsilicaat, loodtitanaat, Ioodsalycilaat en lood-zinkoxyde.

Bij voorkeur worden loodzouten toegepast. Dit geldt in het bijzonder voor basische loodzouten, zoals basisch loodsulfaat en 25 basisch loodcarbonaat. Goede resultaten worden met name bereikt indien een niet-magnetisch pigment wordt toegepast van deeltjes gevormd uit basisch loodcarbonaat Pb (OH)30()3.

Opgemerkt moge worden dat in het Duitse octrooischrift 21 62 332 een chroomdioxyde massa beschreven is die geschikt is om in 30 een magneetband te worden toegepast, waarbij het chroomdioxyde behandeld is met loodpoeder, zinkpoeder, loodoxyde, zinkoxyde, een loodzout, een zinkzout, een bariumzout of een cadmiumzout. Deze behandeling heeft tot doel om de in de chroomdioxyde aanwezige zeswaardige chroomionen die een nadelige oxyderende invloed uitoefenen, te binden en om te zetten in 35 onoplosbare chromaten. De hoeveelheid van de toegevoegde stof is gering en bedraagt van Ö, 7 tot 1,5 Mol.% berekend op de hoeveelheid oplosbare zeswaardige chroomionen. Na de behandeling wordt een chroomdioxyde massa 860 30 1 1 f PHQ 86.026 4 4 verkregen die lood-, zink-, barium- of cadmium chromaten of dichromaten bevat.

Deze behandeling van het magnetisch chroomdioxyde pigment verschilt wezenlijk van de maatregel volgens de uitvinding waarbij in 5 de magnetische bekledingslaag niet-magnetische deeltjes worden gedispergeerd die een specifieke deeltjesgrootte bezitten en in een relatief grote hoeveelheid worden toegepast. Ook de doelstelling volgens de onderhavige uitvinding die gericht is op een verbetering van de mechanische en de magnetische eigenschappen van een registratie element 10 verschilt wezenlijk van die van het Duitse octrooischrift waarbij het gaat om het immobiliseren van oxyderende verontreinigingen van een Cr02 pigment.

De fabricage van het registratie element volgens de uitvinding wordt volgens een op zich bekende methode uitgevoerd. Hiertoe 15 worden alle bestanddelen van de magnetische bekledingslaag, dus het Cr02 pigment, het niet-magnetisch pigment, bindmiddel en hulpstoffen in een kogelmolen grondig gemengd tezamen met een oplosmiddel voor het bindmiddel.

Een geschikt bindmiddel is bijvoorbeeld 20 polyvinylchloride, polyvinylacetaat, polyacrylaten, polyester, polyesteramiden, polyurethanen en copolymeren van tenminste twee monomeren gekozen uit de groep bestaande uit vinylchloride, vinylacetaat, acrylonitril, vinylalcohol, vinylbutyraal en vinylideenchloride. Een goed bruikbaar bindmiddel is vooral een 25 polyesterurethaan met een molecuulgewicht van 50.000 tot 150.000.

Een belangrijke hulpstof is een dispersiemiddel waarmede de niet-magnetische en de magnetische deeltjes in het bindmiddel worden gedispergeerd. Voorbeelden van geschikte dispersiemiddelen zijn lecithine, mono- of diesters van fosforzuur en alcoholen die 30 geëthoxyleerd kunnen zijn, alkylarylsulfonzuren of zouten ervan, zouten van vetzuren en polaire groepen bevattende alifatische amines zoals bis(2-hydroxyethyl)octadecylamine alsmede polyesterurethanen met een relatief laag moleculair gewicht van 1000-10.000. Het dispersiemiddel wordt toegepast in een hoeveelheid van 1-10 gew.% 35 berekend op de hoeveelheid pigment.

Een andere hulpstof is een smeer- of glijmiddel toegepast in een hoeveelheid van bijvoorbeeld 0,1-10 gew.% berekend op de 860 3 0 1 1 £ PJ1Q 86.026 5

V

hoeveelheid bindmiddel. Voorbeelden van geschikte smeermiddelen zijn vetzuren zoals oliezuur en stearinezuur, vetzure esters en zouten zoals butylstearaat en zinkstearaat, vetzure amiden zoals stearylamide, olies zoals siliconenolie en minerale olies, sulfides zoals 5 molybdeendisulfide en wolfraamdisulfide, grafiet en mengsels van deze stoffen.

Als oplosmiddel voor het bindmiddel worden organische vloeistoffen toegepast zoals esters, bijvoorbeeld ethylacetaat, ethers zoals tetrahydrofuran, ketonen zoals methylethylketon, 10 methylisobutylketon en cyclohexanon, koolwaterstoffen zoals tolueen en gechloreerde koolwaterstoffen zoals 1,2-dichloorethaan.

Nadat de dispersie in de kogelmolen goed gemalen is worden de eventueel nog aanwezige grotere magnetische en niet-magnetische deeltjes uitgezeefd en de verkregen magnetische bekleding 15 wordt in een uniforme laag op de drager aangebracht. De drager kan, zoals in het voorgaande reeds is opgemerkt, de vorm hebben van een band, plaat, schijf en dergelijke en afhankelijk van het materiaal waaruit de drager is vervaardigd, eventueel voorzien worden van een geschikte hechtlaag voor de op de drager aan te brengen magnetische 20 bekledingslaag. Behalve de hechtlaag kunnen andere lagen zoals een antistatische laag worden aangebracht. Het geheel wordt vervolgens gedroogd waarbij het oplosmiddel verdampt en op de drager een registreerlaagje met een dikte van 2 tot 10 μ overblijft. Het laagje wordt onderworpen aan een kalanderingsproces waarbij het oppervlak van 25 het laagje gladder wordt.

De uitvinding wordt aan de hand van het volgende Voorbeeld toegelicht.

8603011 4 PHQ 86.026 6 ψ

Ui tvoerinasvoorbeeld:

Fabricage van een beeldband (videoband).

Een magnetische bekledingslaag wordt vervaardigd door in een parelmolen met 600 glasparels de volgende bestanddelen te mengen: 5 72 gew. delen chroomdioxyde 9 gew. delen van een niet-magnetisch pigment van Pb2(0H)2C03 met een deeltjesgrootte van 0,5 tot 1,5 pm 3,5 gew. delen lecithine (dispersiemiddel) 15 gew. delen polyesterurethaan met een moleculair gewicht van 10 50.000-150.000 (bindmiddel), toegevoegd als een 16%-oplossing in tetrahydrofuran 1 gew. deel butylstearaat (smeermiddel) 0,3 gew. delen zinkstearaat (smeermiddel) 0,05 gew. delen stearamide (smeermiddel) 15 3 gew. delen isocyanaat harder 80 gew. delen tetrahydrofuran 60 gew. delen methylisobutylketon 100 gew. delen cyclohexanon.

Het mengsel wordt gedurende enige uren gemengd, 20 vervolgens gefiltreerd en in een laag aangebracht op een polyesterfolie met een dikte van 15 pm. Na droging en kalandering bedraagt de laagdikte van de bekledingslaag (magnetisch registreermedium) van de verkregen videoband 2,5 pm.

Op overeenkomstige wijze wordt een tweede videoband 25 (vergelijkingsband) vervaardigd waarin in plaats van het niet-magnetisch pigment van Pb2(0H)2C03 een zelfde gewichtshoeveelheid ZnO werd verwerkt.

De mechanische en magnetische eigenschappen van deze banden zijn getest volgens de gebruikelijke standaardtesten. De 30 resultaten zijn weergegeven in de onderstaande tabel.

§803011 ........................................ / PHQ 86.026 7 Λ *

TABEL

bandtype filtratiegedrag Br/Bs wrijvings- S/N Chroma

k x 10"5 coëfficiënt y in dB

5__;_,________:__' 1 204 0.836 0.17 0,0 2 239 0.824 0.21 -1,0 10 ___ I l 860 30 1 1 f 4 PHQ 86.026 8

In kolom 1 van de tabel is het type band vermeld waarbij band 1 een band volgens de uitvinding is die het niet-magnetische basische loodcarbonaat bevat en bovenstaand is beschreven. Band 2 is de referentieband welke in plaats van het basisch loodcarbonaat een zelfde 5 hoeveelheid zinkoxyde bevat, eveneens bovenstaand vermeld.

In kolom 2 is het resultaat van een standaard filtratiemeting weergegeven uitgevoerd met de magnetische lak zoals deze vanuit de kogelmolen op de drager wordt aangebracht. De filtratiemeting is uitgevoerd onder toepassing van een filter met een poriediameter van 10 3 pm (Horo filter) bij een constant drukverschil aan weerszijden van het filter. Volgens deze test wordt de gefiltreerde massa (m) gemeten als functie van de tijd (t). De filtratie kan beschreven worden met de formule: | = aQ + kt. Hierin is aQ een constante gerelateerd aan de beginsnelheid. In kolom 2 van de tabel is de factor k x 10^ 15 vermeld. Hoe hoger de factor k, hoe eerder het filter is verstopt.

In kolom 3 is de factor Br/Bs weergegeven, dat is het quotiënt van het magnetisch moment bij remanentie en het magnetisch moment bij verzadiging. Dit quotiënt wordt wel "rechthoekigheid" genoemd. Deze factor moet zo hoog mogelijk zijn voor 20 een optimale magnetische kwaliteit.

In kolom 4 is de wrijvingsfactor μ vermeld. De wrijving is gemeten met een lustribometer waarbij een stalen pen met een diameter van 25 mm is toegepast. De bandspanning bedroeg 0,3 N. De bandsnelheid -1 was 0,5 cm.sec. 1.

25 In kolom 5 is de S/N Chroma opgegeven in dB. Deze S/N

Chroma is de signaal-ruisverhouding van het kleursignaal relatief ten opzichte van een referentieband gemeten aan de uitgang van de recorder. Als referentieband werd een Cr02 band toegepast die niet was voorzien van een niet-magnetisch pigment.

8603011

Claims (3)

1. Magnetisch registratie element met een drager en een magnetische bekledingslaag die een magnetisch pigment van CrÖ2 deeltjes bevat, een niet-magnetisch pigment, bindmiddelen en hulpstoffenr met het kenmerk, dat het niet-magnetisch pigment is 5 samengesteld uit deeltjes die een lood- of magnesiumvetbinding bevatten in een hoeveelheid van 2-15 gew.% berekend op de totale hoeveelheid pigment en met een deeltjesdiaraeter van 0,3-4 pm.

2. Magnetisch registratie element volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het niet-magnetisch pigment deeltjes van een loodzout 10 bevat.

3. Magnetisch registratie element volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het niet-magnetisch pigment deeltjes bevat van basisch loodzout, in het bijzonder van basisch loodcarbonaat. 8603S11