DE3436262A1

DE3436262A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3436262A1
Application number: DE3436262A
Authority: DE
Inventors: Koji Dothan Ala. Kaneda; Masayoshi Miyagi Sugiyama
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1985-05-02
Also published as: US4612244A; JPS6079522A; JPH0533448B2

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium, wie ein Magnetband und insbesondere ein Aufzeichnungsmedium dieser Art, welches bezüglich der Rückseitenschicht verbessert is't, die sich auf der Rückseite des Substrats, bezogen auf die Magnetschicht, befindet und dazu dient, die Ausbildung von lo-.10 sen Wickeln oder elektrostatische Aufladungen zu verhindern.

Bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien und Speichermedien wird im allgemeinen eine durch Dispergieren und Verkneten von ferromagnetischen Teilchen, eines Bindemittels, eines Dispergiermittels und eines Gleitmittels in einem organischen Lösungsmittel gebildete Magnetbeschichtungsmasse in Form einer Schicht auf ein nicht-magnetisierbares Substrat, wie eine Polyesterfolie, aufgebracht und dann unter Ausbildung einer Magnetschicht getrocknet.

Wenn die Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums, wie beispielsweise eines für Videorecorder verwendeten Magnetbandes zur Erzielung einer gesteigerten Bildqualität verbessert werden sollen, ist es notwendig, die Teilchengröße der in der Magnetschicht vorhandenen ferromagnetischen Teilchen zu verringern und die Pakkungsdichte zu erhöhen, währenddem gleichzeitig die-Oberfläche der Magnetschicht geglättet werden muß, um einen innigeren Kontakt zwischen der Magnetschicht- und dem Magnetkopf oder den Magnetköpfen zu ermöglichen. Zur Erzeugung einer glatteren Oberfläche der Magnetschicht ist es weiterhin wesentlich, die Glattheit der Oberfläche des nicht-magnetisierbaren Substrats zu verbessern.

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Wenn jedoch die Oberflächenglattheit der Magnetschicht und/oder des Substrats in dieser Weise gesteigert werden, hat dies zur Folge, daß das magnetische Aufzeichnungsmedium, wenn es sich dabei beispielsweise um ein Magnetband handelt, fest an beispielsweise den Führungseinrichtungen eines magnetischen Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräts anzuhaften. Dies führt zu einer gesteigerten Reibung und zu verschlechterten Bandlaufeigenschaften. Weiterhin können' pulverförmige Materialien abgerieben oder das Substrat abgenützt werden. Weiterhin können sich sogenannte Luftfilme zwischen benachbarten Bandlagen ergeben, was zu einem losen Wickel führt.

Zur Überwindung dieser Nachteile ist es üblich, auf der der Magnetschicht gegenüberliegenden Seite des nicht-magnetisierbaren Substrats eine Rückseitenschicht vorzusehen.

Die herkömmlichen Rückseitenschichten oder Rückseitenbe-Schichtungen sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, insbesondere im Hinblick auf die Lebensdauer und die Oberflächenrauhigkeit der Rückseitenschicht als solcher, so daß sich gelegentlich Verschlechterungen des Signal/Rausch-Verhältnisses und eine Zunahme von Drop outs ergeben. Weiterhin kann sich die Rückseitenschicht abnützen und pulverförmige Rückstände ergeben und sie kann mit der Magnetschicht verkleben oder lose Wickel verursachen. Bislang besteht daher keine Rückseitenschicht. , die dazu in der Lage ist, die verschiedenen Kriterien zu erfüllen, die an eine Rückseitenschicht oder Rückseitenbeschichtung gestellt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium mit RückseiLenschicht anzugeben, welches bei hervorragenden Laufeigenschaften eine ausgezeichnete Lebens-

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dauer besitzt, relativ frei ist von der Bildung loser Wickel als Folge einer Rückseitenschicht mit mäßiger Oberflächenrauheit, wobei durch ein verbessertes Bindemittel der Rückseitenschicht Verschlechterungen des Signal/Rausch-Verhältnisses und die Bildung von Drop outs sowie die Beeinträchtigung der Eigenschaften der Magnetschicht vermieden werden und weiterhin verhindert wird, daß die Rückseitenschicht in dem Bandwickel an der Magnetschicht anhaftet.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des magnetischen Aufzeichnungsmediums oder Speichermediums gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Er-

15 findungsgegenstandes.

Die Erfindung betrifft somit ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium mit einem nicht-magnetisierbaren Substrat, einer auf einer Oberfläche des nichtmagnetisierbaren Substrats angeordneten Magnetschicht und einer auf der anderen Seite des nicht-maghetisierbaren Substrats angeordneten Rückseitenschicht aus einem Bindemittel und einem nicht-magnetisierbaren Pigment, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bindemittel mindestens einen Vertreter der hydrophile Gruppen aufweisenden Polyesterharze und hydrophile Gruppe aufweisenden Polyurethanharze umfaßt, wobei die hydrophilen Gruppen aus der Gruppe ausgewählt sind, die Gruppen der nachfolgenden allgemeinen Formeln umfaßt:

*

.(OM₁)

-SO,M, -OSC₅M, -COOM und.-P,

JJ Il

worin M für Wasserstoff, Lithium, Natrium oder Kalium und M₁ und M₂ für Wasserstoff, Lithium, Natrium, Kalium

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TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER :' Sony Corp. - S84P242.

oder Alkylgruppen stehen,

und das nicht-magnetisierbare Pigment aus Ruß und einem nicht-magnetisierbaren Pigment mit einer Mohsschen Härte von nicht weniger als 5 in einem Gewichtsverhältnis von Ruß zu nicht-magnetisierbarem Pigment von 60 : 40 bis 95 : 5 aufgebaut ist. .

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium besitzt aufgrund der Rückseitenschicht aus einem Polyurethanharz oder einem Polyesterharz mit hydrophilen polaren Gruppen, Pigmenten und Ruß ausgezeichnete Laufeigenschaften und eine hervorragende Lebensdauer, wobei gleichzeitig die Abnützung der Führungseinrichtungen auf ein Minimum gebracht wird. Da die Rückseitenschicht eine mäßige Oberflächenrauheit aufweist, ist es möglich, die Bildung von pulverförmigem Abrieb, das Auftreten von Drop outs oder die Verschlechterung des Signal/Rausch-Verhältnisses zu unterdrücken, d. h. Effekte, die den Eigenschaften der Magnetschicht extrem abträglich sind. Da weiterhin als Bindemittel in der Rückseitenschicht ein Polyurethanharz oder Polyesterharz mit hydrophilen polaren Gruppen verwendet wird, ist es möglich, das Anhaften der Rückseitenschicht an der Magnetschicht zu verhindern.

Erfindungsgemäß werden als Bindemittelharze für die Rückseitenschicht ein Polyurethanharz oder ein Polyesterharz eingesetzt, in welches hydrophile polare Gruppen eingeführt sind, welche aus Gruppen der folgenden allgemeinen Formeln
30

-SO-.M, -OSO-M, -COOM und -P

ausgewählt sind, worin M ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall und M- und M2 Wasserstoffatome, Alkalimetalle oder Kohlenwasserstoffgruppen bedeuten.

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Die oben angesprochenen hydrophilen polaren Gruppen kön- - nen mit Hilfe irgendeiner der folgenden Methoden in das Polyurethanharz oder Polyesterharz eingeführt werden.

(i) Man führt die oben angesprochenen hydrophilen polaren Gruppen zuvor in zweibasige Säuren oder Polyole ein, aus denen anschließend das Polyurethan oder der Polyester gebildet werden.

(ii) Man behandelt ein bifunktionelle oder trifunktionelle OH-Gruppen aufweisendes Polyurethanharz oder Polyesterharz zur Einführung der obigen Gruppen in geeigneter Weise.

Zu dieser Behandlung des Polyurethanharzes oder Polyesterharzes kann man die fölenden Methoden anwenden:

(A) Man löst eine Verbindung, die sowohl hydrophile polare Gruppen als auch Chlor in ihrem Molekül enthält, . wie eine Verbindung der folgenden Formeln ClCH₉CH₉SO^M,

ClCH₉CH₉OSO₇M, ClCH₉COOM oder ClCH-P , worin M

für ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall und M₁ und M₉ für Wasserstoffatome, Alkalimetalle oder Kohlenwasserstoff gruppen stehen, und ein Polyurethanharz oder Polyesterharz mit polyfunktionellen OH-Gruppen in einem Lösungsmittel für die beiden Reaktionsteilnehmer, wie Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid, und setzt sie in Gegenwart von Pyridin, Picolin, einem Amin wie Triethylamin, oder einer Epoxyverbindung, wie Ethylenoxid oder Propylenoxid, unter Einführung der hydrophilen polaren Gruppen und gleichzeitiger Bildung und Abspaltung von Chlorwasserstoffsäure um. Diese Reaktion kann durch die folgenden chemischen Reaktionsgleichungen A-1 bis A-4 wiedergegeben werden:

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(A-1) R - OH + ClCH₂CH₂SOJl-»· R - OCH₂CH₂SO₃M + HCl

(A-2) R - OH + ClCH₂CH₂OSO₃M -» R - OCH₂CH₂OSO₃M + HCl

(A-3) R - OH + ClCH₂COOM -* R - OCH₂COOM + HCl

(A-4) R - OH +. ClCH₉P -# R - OCH₇P + HCl

²^ ^N

worin R für ein Polyurethanharz oder ein Polyesterharz steht.

Man kann auch die nachfolgende Methode (B) anwenden, wenngleich dabei eine geringe Menge eines Nebenprodukts gebildet wird.

(B) Man setzt äquimolare Mengen einer Verbindung der folgenden Formeln HOCH₂CH₂SO₃M,HOCH₂CH₂OSO₃M, HOCH₂COOM

oder HOCH₉P^ - und eine Diisocyanatverbxndung, wie

O (OM₂)

4 ,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Tolylendiisocyanat oder Hexamethylendiisocyanat zu einem Reaktionsprodukt um, das aus einer NCO-Gruppe des Diisocyanats und der OH-Gruppe in dem Molekül gebildet wird. Dann wird die OH-Gruppe in dem Polyurethanharz oder Polyesterharz mit der verbliebenen NCO-Gruppe zu einem Polyurethanharz oder Polyesterharz mit hydrophilen polaren Gruppen umgesetzt. * 30

(B-1) OCN - R¹ - NCO + HOCH₂CH₂SO₃M -♦ OCN - R¹-NHCOOCh₂CH₂SO₃M R - OH + OCN - R¹-NHCOOCH₂Ch₂SO₃M -» R - OCONH - R^NHCOOCH₂CH₂So₃M 35 · ■ . .

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TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTEH Sony

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(B-2) OCN - R¹-NCO + ₂₂₃ ·* OCN - R¹ -NHCOOCH₂Ch₂OSO₃M R - OH + OCN - R¹-NHCOOCh₂C₂₃ -> R - OCONH - R¹-NHCOOCH₂Ch₂OSO₃M

(B-3) OCN - R'-NCO + HOCH₂

COOM

-» OCN - R¹-NHCOOCH₂COOm

R - OH + OCN - R'-NHCOOCh₂COOM -♦ R - OCONH - R'-NHCOOCH^OOM

(B-4) OCN - R'-NCO + HOCH₉P

■* OCN - R'-NHCOOCH₉P
Ö

R - OH + OCN - R '-NHCOOCH

₁ -> R - OCONH - R¹-NHCOOCH-P^

ο ^(0Μ2>

wobei in den obigen Reaktionsgleichungen R für ein Polyurethanharz oder ein Polyesterharz und R¹ für zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppen stehen.

Von den in das Polyurethanharz oder Polyesterharz eingeführten hydrophilen polaren Gruppen sind die Gruppen der Formel -SO_M, worin M für ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetall steht/ am stärksten bevorzugt. Als Alkalimetalle in dieser Gruppe der Formel -SO₃M sind Natrium oder Kalium am meisten bevorzugt.

Die Menge der in dem Polyurethanharz oder Polyesterharz enthaltenen hydrophilen polaren Gruppen beträgt geeigneterweise 0/01 bis 2 mg-Äquivalente pro g'des Harzes. Wenn

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dieser Anteil zu gering ist, vermindert sich die Wirkung der hydrophilen Gruppen auf das Dispergiervermögen. Wenn andererseits die Menge zu groß ist, wird die Löslichkeit der Bestandteile in dem gemeinsamen Lösungsmittel erniedrigt, so daß man keine gute Beschichtungsmasse erhält. ■

Das Polyurethanharz oder Polyesterharz, in welches die hydrophilen polaren Gruppen in der oben beschriebenen Weise eingeführt worden sind, können direkt als Bindemittel für die Rückseitenschicht verwendet werden, oder man kann es mit einem anderen Harzmaterial, wie einem Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer kombinieren, beispielsweise um die Härte oder die Wärmebeständigkeit einzustellen. In diesem Fall macht das hydrophile polare Gruppen aufweisende Polyurethanharz oder Polyesterharz vorzugsweise mehr als 80 Gew.-% des Bindemittels aus, da sonst die Rückseitenschicht eine unzureichende Lebensdauer aufweist.

Wenn man die hydrophilen polaren Gruppen enthaltenden Polyurethanharze oder Polyesterharze als Bindemittel vewendet, ist es möglich, das Dispergierverhalten der nachfolgend erwähnten pulverförmigen Bestandteile, wie Ruß oder Pigmente, zu verbessern, um in dieser Weise durch die hydrophilen polaren Gruppen eine mäßig glatte Oberfläche der Rückseitenschicht zu erzielen. Da die pulverförmigen Bestandteile durch die Anwesenheit der . hydrophilen polaren Gruppen fest durch das Bindemittel gebunden werden, wird die Neigung dieser pulverförmigen Bestandteile, sich von der Bandoberfläche abzulösen, verringert, was zur Folge hat, daß die Betriebslebensdauer der Rückseitenschicht deutlich verbessert wird.

Erfindungsgemäß kann man mit Vorteil Ruß mit einer Teilchengröße von 0,02 bis 0,1 um und vorzugsweise 0,04 bis

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0,08 μπι einsetzen. Der Ruß verleiht dem magnetischen Aufzeichnungsmedium elektrische Leitfähigkeit, so daß Entladungsstörungen verhindert werden.

Die oben angesprochenen Pigmente mit einer Mohsschen Härte von mehr als 5 werden als Verstärkungsmittel in die Rückseitenschicht eingeführt. Als Pigmente dieser Art kann man pulverförmige anorganische Materialien mit einer Mohsschen Härte im Bereich von 5 bis 8 und einer Teilchengröße im Bereich von 0,2 bis 0,3 μΐη einsetzen.

Als Materialien dieser Art sind TiO₂, ZrO₃, Cr-O₃ und Fe_O_ bevorzugt. Diese Pigmente sind notwendig, die Rückseitenschicht zu verstärken und verleihen ihr eine ausreichende Festigkeit, um auch bei rauher Handhabung eine hohe Lebensdauer zu erreichen. Eine zu geringe Härte der Pigmente oder eine zu'geringe Teilchengröße führt zu einem unzureichenden Verstärkungseffekt der Pigmente. Andererseits kann eine zu große Härte der 'Pigmente oder eine zu große Teilchengröße dazu führen, daß die in der Videobandmaschine oder dem Cassettenrecorder vorgesehenen festen Führungseinrichtungen abgenützt werden. Weiterhin ist es bevorzugt, daß die Pigmentteilchen annähernd sphärisch geformt sind. Wenn die Teilchen spitze Kanten aufweisen, können die festen Führungseinrichtungen in

25 ähnlicher Weise abgenutzt werden.

Die Pigmente mit einer Mohsschen Härte von mehr als 5 werden vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-% dem Ruß zugemischt. Wenn der Anteil der Pigmente zu ge-■30 ring ist, ergibt sich ein unzureichender Verstärkungseffekt der Pigmente, während andererseits bei einem zu hohen Anteil die festen Führungseinrichtungen in ähnlicher Weise abgenützt werden.

Das Verhältnis der Bestandteile pulverförmiges Pigment und Ruß zu Bindemittel beträgt vorzugsweise 100 bis 300

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Gew.-Teile der pulverförmigen Bestandteile zu 100 Gew.-Teilen des Bindemittels. Eine zu große Menge der pulverförmigen Bestandteile kann dazu führen, daß die Verschleißfestigkeit der Rückseitenschicht beeinträchtigt wird. Eine zu. große Menge des Bindemittels kann dazu führen, daß die Rückseitenschicht und die Magnetschicht aneinander anhaften und daß sich der Reibungskoeffizient erhöht.

Als mit der Rückseitenschicht zu beschichtendes nichtmagnetisierbares Substrat kann man einen Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalat, Polyolefine, wie Polyethylen oder Polypropylen, Cellulosederivate, wie Cellulosetriacetatbutyrat oder Celluloseacetatpropionat, Vinylharze, wie Polyvinylchlorid oder Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyimide, Polyamide, Polyamidimide, Polyhydrazide, nicht-magnetisierbare Metalle, wie Kupfer, Zinn, Zink oder nicht-magnetisierbare Legierungen, die diese Metalle enthalten, Keramikmaterialien, wie Glas oder Porzellan, oder Papier, welches gegebenenfalls mit einem ct-Polyolef in mit 2 bis 10 Kohlen stoffatomen, wie Polyethylen, Polypropylen oder einem Ethylen/Buten-Copolymer beschichtet oder kaschiert ist, .verwenden. Das Substrat kann in Abhängigkeit von dem Anwendungszweck in Form einer Folie, eines Bandes, eines Blattes, einer Scheibe, einer Karte oder einer Trommel vorliegen.

Man kann zu der Beschichtungsmasse der obigen Zusammen-Setzung zur Erzeugung der Rückseitenschicht einen PoIyisocyanathärter zusetzen. Der Effekt, der Zugabe des Härters besteht in einer dreidimensionalen Vernetzung zum Zeitpunkt der Polymerisation des Bindemittels und damit in einer entsprechenden Zunahme der Festigkeit des Überzugs. Erforderlichenfalls kann man der Rückseitenschicht ein Gleitmittel zusetzen. Als Gleitmittel dieser Art kann

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man Siliconöle, wie Dialkylpolysiloxane mit Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Dialkoxypolysiloxane mit Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Monoalkylmonoalkoxypolysiloxane mit Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Phenylpolysiloxane oder Fluoralkylpolysiloxane mit Alkylgruppen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen» feinteilige Pulver elektrisch leitender Materialien, wie Graphit, feinteilige Pulver anorganischer Materialien, wie Molybdändisulfid oder Wolframdisulfid, feinteilige Pulver von Kunststoffmaterialien, wie Polyethylen, Polypropylen, Ethylen/Vinylchlorid-Copolymere oder Polytetrafluorethylen, a-Olefinpolymere, bei Raumtemperatur flüssige ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe (Verbindungen, die n-olefinische Doppelbindungen an ein endständiges Kohlenstoffatom gebunden enthalten und etwa 20 Kohlen-■ stoffatome aufweisen), aliphatische Säureester aus einbasigen aliphatischen Säuren mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen und einwertigen Alkoholen mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen und Fluorkohlenstoffe einsetzen. Diese Gleitmittel können in einer Menge von 0,2 bis 20 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen des Bindemittels verwendet werden.·

Man bildet die Magnetschicht durch Dispergieren der pulverförmigen ferromagnetischen Materialien in dem Bindemittel und Auflösen der erhaltenen Dispersion in einem organischen Lösungsmittel unter Erzeugung einer Magnetbeschichtungsmasse, die dann in Form einer Schicht auf eine Oberfläche des nicht-magnetisierbaren Substrats aufgebracht wird.

Zur Erzeugung der Magnetschicht kann man irgendein geeignetes ferromagnetisches Pulver verwenden. Man kann beispielsweise Y-Fe₂O-, Fe-O., Eisenoxide mit einem zwisehen Y-Fe₃O₃ und Fe₃O₄ liegenden Oxidationszustand, kobalthaltiges Y-Fe₃O₃,kobalthaltiges Fe₃O₄, kobalthaltige

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Eisenoxide mit einem zwischen γ-Fe^O^ und Fe_.O liegenden Oxidationszustand, die oben angesprochenen Eisenoxide mit einem oder mehreren metallischen Elementen, insbesondere Übergangsmetallelementen, die oben angesprochenen Eisenoxide mit einer Überzugsschicht, die im wesentlichen aus Kobaltoxiden oder ,-hydroxiden besteht, magnetische Teilchen von Oxiden wie CrO „ mit oder ohne eine Oberflächenschicht aus Cr₉O-., die durch Reduktionsbehandlung erzeugt worden ist, feinteilige Pulver von ferromagnetischen Metallen oder Metallegierungen, wie Fe, Co, Ni, Fe-Co-Legierungen, Fe-Ni-Legierungen, Fe-Co-Ni-Legierungen, Co-Ni-P-Legierungen, Co-Ni-Fe-B-Legierungen, Fe-Ni-Zn-Legierungen, Fe-Mn-Zn-Legierungen oder Fe-Co-Ni-P-Legierungen verwenden.

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Als Bindemittel zur Herstellung der Magnetschicht kann man die Bindemittel einsetzen, die üblicherweise für magnetische Aufzeichnungsmedien verwendet werden. Typische Vertreter dieser Bindemittel sind Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäure-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester/Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester/Styrol-Copolymere, thermoplastische Polyurethanharze, Phenoxyharze, Polyvinylfluorid, Vinylidenchlorid/AcryInitril-Copolymere, Butadien/AcryInitril-Copolymere, AcryInitril/Butadien/Methacry1säure-Copolymere, Polyvinylbutyral, Cellulosederivate, Styrol/Butadien-Copolymere, Polyesterharze, Phenolharze, Epoxidharze, wärmehärtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Harnstoff/Formaldehyd-Harze oder Mischungen davon. Zur Verbesserung des Dispergierverhaltens und der Affinität mit den pulverförmigen ferromagnetischen Materialien kann man, ebenso wie im Fall der Bindemittel,

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die für die Rückseitenschicht verwendet werden, hydrophile polare Gruppen in diese Harze einbringen. Alternativ kann man Acryl-Doppelbindungen in der Weise in die Harze einführen, daß die Magnetschicht in kürzerer Zeit durch Bestrahlen mit Elektronenstrahlung ausgehärtet werden kann.

Die Bestandteile der Magnetschicht werden in e'inem organischen Lösungsmittel gelöst unter Bildung eines Magnetbeschichtungsmaterials oder einer Magnetbeschichtungsmasse, das bzw. die dann auf das nicht-magnetisierbare Substrat aufgebracht wird. Als Lösungsmittel zur Bildung des Magnetbeschichtungsmaterials kann man Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon oder Cyclohexanon, Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol oder Butanol, Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat,■Butylacetat, Ethyllactat oder Glykolacetatmonoethylether, Ether, Glykolether, wie Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykolmonoethylether oder Dioxan, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder Xylol, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan oder Heptan, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Ethylenchlorhydrin, Dichlorbenzol oder Nitropropan verwenden.

Neben dem Bindemittel und den magnetischen Teilchen kann man in die Magnetschicht Dispergiermittel, Gleitmittel, Schleifmittel, antistatische Zusätze oder Korrosionsschutzmittel einarbeiten.

.

Die erfindungsgemäße Lehre kann nicht nur auf durch Beschichten erzeugte magnetische Aufzeichnungsmedien, bei denen die Magnetbeschichtungsmasse zur Erzeugung der Magnetschicht auf das Substrat aufgebracht wird, angewandt werden, sondern auch auf Materialien, bei denen die Magnetschicht durch Vakuumbedampfen gebildet wird, d. h.

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für magnetische Aufzeichnungsmedien des Metalldünnfilm-Typs, bei denen zur Erzeugung der Magnetschicht der Dampf eines ferromagnetischen Metalls oder einer ferromagnetischen Legierung auf dem nichtmagnetischen Substrat abgeschieden wird.

Die Erfindung sei im folgenden näher anhand .der folgenden Beispiele erläutert. Diese Beispiele dienen nur der Verdeutlichung der beanspruchten Lehre und sollen die Erfindung in keiner Weise einschränken.

Beispiel 1

Zur Herstellung der Magnetschicht verwendet man die folgenden Bestandteile: ' .

Co-beschichtetes y-Fe-C" 100 Gew.-Teile

Vinylchiorid/Vinylacetat-Copolymer
(VAGH hergestellt von der Firma
U.C.C.) 15 Gew.-Teile

Polyurethanharz (N-2304 hergestellt

von der Firma Nippon Polyurethane KK) 10 Gew.-Teile

Dispergiermittel (Lecithin) , 1 Gew.-Teil

Gleitmittel (Siliconöl) 2 Gew.-Teile

Schleifmittel (Cr₂O₃) ' ■ 2 Gew.-Teile

Methylethylketon . 100 Gew.-Teile

Methylisobutylketon '50 Gew.-Teile

Toluol · -50 Gew.-Teile

Diese Bestandteile werden während 48 Stunden in einer Kugelmühle vermählen und dann durch ein 3 μΐη-Filter*filtriert, wonach man dem verkneteten Produkt 25 Gew.-Teile Desmodul L (hergestellt von der Firma Bayer) als Härter zusetzt. Die erhaltene Mischung bringt man in Form einer Schicht auf eine Polyethylenterephthalatfolie mit einer Dicke von 16 μΐη in der Weise auf, daß die Schicht nach -dem Trocknen eine Dicke von 6 μπι aufweist. Der gebildete

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wird dann einer magnetischen Orientierungsbehandlung unterworfen und zu der Magnetschicht getrocknet, die .dann durch Kalandrieren nachbehandelt wird. Anschließend werden zur Erzeugung der Rückseitenschicht 90 Gew.-Teile Ruß, 10 Gew.-Teile Titandioxid (TiO mit einer Mohsschen Härte von 6 und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,25 μΐη) und 10 Gew.-Teile eines -SO^Na-Gruppen aufweisenden Polyurethanharzes während 40 bis 80 Stunden in einer Kugelmühle dispergiert, wonach zu dem erhaltenen Produkt 20 Gew.-Teile Coronate-L-50 (hergestellt von der Firma Nippon Polyurethane KK), bezogen auf das oben angesprochene -SOJtfa-Gruppen enthaltende Polyurethanharzbindemittel,zugesetzt werden, so daß man eine Rückseitenbeschichtungsmasse erhält, die dann auf die der Magnetschicht gegenüberliegende Oberfläche der kalandrierten Verbundfolie aufgebracht wird unter Bildung der Rückseitenschicht mit einer Dicke von 1 μΐη.

Die erhaltene Verbundfolie oder das erhaltene Verbundblatt werden dann zur Herstellung eines Probebandes in Streifen mit einer Breite von 0,5 inch (12,7 mm) zerschnitten.

Beispiel 2

25. Man bereitet ein Probeband unter Anwendung der Verfahrensweise des Beispiels 1, mit dem Unterschied, daß man in' der Rückseitenbeschichtungsmasse des Beispiels 1 anstelle von Titandioxid (TiO₂) Chromoxid (Cr„O mit einer Mohsschen Härte von 8 und einer durchschnittlichen Teilchen-

30 größe von 0,3 μπι) verwendet.

Beispiel3

Man bereitet ein Probeband unter Anwendung der Verfahrensweise des Beispiels 1, mit dem Unterschied, daß man anstelle des -SO^Na-Gruppen enthaltenden Polyurethanhar-

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zes in der Rückseitenbeschichtungsmasse ein -COOH enthaltendes Polyurethanharz einsetzt.

Beispiel4 5

Man bereitet ein Probeband unter Anwendung der Verfahrensweise des Beispiels 1, mit dem Unterschied, daß man anstelle von 50 Gew.-Teilen des -S0_.Na-Gruppen enthaltenden Polyurethanharzes in der Rückseitenbeschichtungsmasse von Beispiel 1 40 Gew.-Teile eines -SO^Na-Gruppen enthaltenden Polyurethanharzes und 10 Gew.-Teile eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymers (VAGH der Firma .U.CC.) einsetzt.

15 Vergleichsbeispiel 1

Man bildet die Magnetschicht nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 und zerschneidet das erhaltene Verbundblatt ohne die Bildung der Rückseitenschicht zu Probebändern. ...

Vergleichsbeispiel 2

Man bildet die Magnetschicht und kalandriert das erhaltene Verbundblatt nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, wonach man 100 Gew.-Teile Ruß und 50 Gew.-Teile Polyurethanharz (N-2304 der Firma Nippon Polyurethane KK), welches keine hydrophilen polaren Gruppen enthält, während 40 bis 80 Stunden in einer Kugelmühle dispergiert. Zu dem erhaltenen Produkt gibt man 20 Gew.-% des Polyurethanharzbindendttels (Coronate L-5Q der Firma Nippon Polyurethane KK) zur Erzeugung einer Rückseitenbeächichtungsmasse, die dann auf die der Magnetschicht gegenüberliegende Oberfläche des Verbundblatts unter Erzeugung einer Rückseitenschicht mit einer 'Dicke von 1 μτη aufgebracht wird. Das erhaltene Verbundblatt oder -band wird dann in Probebänder mit einer Breite von 0,5 inch (12,7 mm) zerschnitten.

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Vergleichsbeispiel 3

Man bereitet ein Probeband nach der Verfahrensweise des Beispiels 2 mit dem Unterschied, daß man in der Rückseitenbeschichtungsmasse anstelle des Pol'yurethanharzes ein • -SO,Na-Gruppen enthaltendes Polyurethanharz einsetzt.

' Vergleichsbeispiel 4 .· · : :._..

Man bereitet ein Probeband nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, wobei man anstelle des Titandioxids (TiO₃) in der Rückseitenschicht des Beispiels 1 .Calciumcarbonat ·■ (CaCO mit einer Mohsschen Härte von 3 und einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 μΐη) verwendet.

ν , ..

Vergleichsbeispiel 5

Man bereitet ein Probeband nach der Verfahrensweise von Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß man in der Rückseitenbeschichtungsmasse des Beispiels 1 anstelle des -SO_.Na-. . Gruppen enthaltenden Polyurethanharzes ein .von hydrophilen polaren Gruppen freies Polyurethanharz (N-2304 der Firma Nippon Polyurethane KK) einsetzt'. ·

Vergleichsbeispiel 6 .■-■■■ ;.·'..- . · ■·..·.,' ■■^: ':'-':

Man bereitet ein Probeband unter Anwendung der Methode -·.' *./;'..'., von Beispiel 1, mit dem Unterschied, daß man in der Rück- ■/' .'"·'. seitenbeschichtungsmasse des Beispiels 1 anstelle der . V ".:'." 50 Gew.-Teile des -SO^Na-Gruppen enthaltenden Polyurethan- .; '. harzes 30 Gew.-Teil-' des -SO-.Na-Gruppen enthaltenden PoI^-- ' ' jrethanharzi-s und 20 G. .-w, -Teile eines Vinylchlorid-'Vinyl-.■,-' ;·--' -Copolyrrt.· es (^T'A"I"i der Firma U.C.C.) einsetzt., ■ " = ..,;.'

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und Vergleichsbeispielen erhalten worden sind.

Dabei wird die Lebensdauer der Rückseitenschicht dadurch gemessen, daß man die Probebänder 400-mal bei Raumtemperatur in einem handelsüblichen Videobandgerät für Privatzwecke ablaufen läßt und visuell die Änderungen an der Oberfläche des Bandes nach Beendigung der 4OQ Durchläufe bewertet.

10' Die Symbole O, Δ und k, die in der Tabelle angegeben sind, stehen für keine Veränderungen, annehmbare Veränderungen bzw. inakzeptable akute Änderungen der Bandoberfläche.

Die an den Führungseinrichtungen verursachte Abnützung mißt man in der Weise, daß man die Probebänder mit einer Länge von 100 m 50-mal vorwärts und rückwärts unter einer Spannung von 100 g und einem Umfassungswinkel von bei einer Bandgeschwindigkeit von 1 m/s an der Führungseinrichtung aus rostfreiem Stahl vorbeiführt und visuell die Änderungen der Oberfläche der Führungseinrichtung aus rostfreiem Stahl bewertet. Die Bewertungskriterien sind die gleichen wie die oben bezüglich der Lebensdauer der Rückseitenschicht angegebenen.

Den dynamischen Reibungskoeffizienten bestimmt man mit Hilfe der folgenden Formel

T I log e ^

in der T, und T_ die Zuführungsspannung und die Abführungsspannung einer Aluminiumtrommel mit einer Oberflächenrauhigkeit von IS, gemessen bei einem Umfassungswinkel von 180° und einer Bandgeschwindigkeit von 26 m/s bedeuten.

■ Das"anfängliche Videosignal/Rausch-Verhältnis ermittelt

EPO GOPY

TER MEEN -MUL-UtK · ο ι ciiniviclio ι l-i-λ

man durch Aufzeichnen eines 50 % weiße Flächen aufweisenden Signals bei dem optimalen Aufzeichnungsstrom für ein Standardband unter Anwendung eines handelsüblichen Videorecorders und Ausmessen des Signal/Rausch-Verhältnisses des..demodulierten Videosignals, welches mit einem Videorauschsignal-Meßgerät (Video Noisemete'r 925C der Firma Shibasoku Company) reproduziert wird, wobei das entsprechende Verhältnis des Standardbandes als 0 dB angenommen wird.

Man bestimmt die Haftung zwischen der Magnetschicht und der Rückseitenschicht in der Weise, daß man das Probeband auf eine Aluminiumspule mit einem Außendurchmesser von 28 mm in der Weise aufwickelt, daß die Magnetschicht nach innen zu liegen kommt, und dann das Band und die Spule während 60 Minuten in einem Dampftopf kocht. Die in der Tabelle angegebenen Bewertungssymbole 0, X stehen für das Nichtanhaften bzw. das Anhaften.

Die erhöhte Anzahl von Drop outs mißt man durch visuelle Beobachtung und Auszählen der Anzahl der Änderungen der Anzahl von Drop outs pro Minute, wobei das 120-Minuten-Probeband wiederholt 100-mal abgespielt wird.

Die Wickeleigenschaften mißt man in der Weise, daß man das 120-Minuten-Probeband dreimal mit schnellem Vorlauf bzw. schnellem Rücklauf unter Verwendung eines handelsüblichen Videoaufzeichnungsgeräts aufwickelt und visuell den Wickelzustand der Probebänder bewertet. Die in der Tabelle angegebenen Symbole O bzw. X stehen für einen guten Wickelzustand ohne Lücken bzw. das Auftreten von Lükken zwischen den Bandlagen.

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TABELLE

	Lebensdauer d. Rücksei tenschicht	Abnützung d. Führungsein richtungen	Reibungs koeffi zient	Anfängl. Vi deosignal/ Rausch-Verhält- .nis (dB)	Haftung	Zunahme der Drop outs pro Minute	Wickelverhalten
Beispiel 1	O	O	0,25	+ 1,6	O	-3	O
Beispiel 2	■ o	▲	0,25	+ 1,1	O	+0	O
Beispiel 3	O	O	0,25	+ 1,7	0	+0	0
Beispiel 4	O	Δ	0,25	+ 1,4	O	+2	O
Vergleichs beispiel 1	▲	t O	0,35	+ 1,7	O	+10	X
Vergleichs beispiel 2	X	O	0,25	+ 1,0	X	+7	O
Vergleichs beispiel 3	A	O	0,25	+ 1,5	O	+5	O
Vergleichs beispiel 4	Δ-Α	O	0,25	+ 1,5 ·	O	+3	O
Vergleichs beispiel 5	Δ	Δ	0,25	+ 1,0	X	+1	O
Vergleichs beispiel 6	Δ	Δ	0,25	+ 1,2	O	+10	O

O O

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GJ CO hü CD ro

TER MEER · MOUUtH · ο ι tHNivicio

SA36262

Aus der obigen Tabelle geht hervor, daß die Eigenschaften der gemäß den erfindungsgemäßen Beispielen erhaltenen Bänder jenen der Bänder der Vergleichsbeispiele überlegen sind. Die etwas starke Abnützung der Führungseinrichtungen durch das Probeband des Beispiels 2 ist voraussichtlich der eckigen Form der Cr O -Teilchen (Chromoxidteilchen) zuzuschreiben, die in der Rückseitenschicht als Verstärkungsmittel verwendet werden.

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Claims

Priorität: 04. Oktober 1983, Japan, Nr. 184403/83 (P) Patentansprüche

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nichtmagnetisierbaren Substrat, einer auf einer Oberfläche des nicht-magnetisierbaren Substrats angeordneten Magnetschicht und einer auf der anderen Oberfläche des nicht-magnetisierbaren Substrats ausgebildeten Rückseitenschicht aus einem Bindemittel und einem nicht-magnetisierbaren Pigment, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein hydrophile Gruppen aufweisendes Polyesterharz und/oder ein hydro- . phile Gruppen aufweisendes Polyurethanharz enthält, wel-. ehe hydrophilen Gruppen ausgewählt sind aus Gruppen der

15 folgenden allgemeinen Formeln

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TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER üony i:qry..r. s-

-SO₃M, -OSO₃M, -COOM und -P_n

worin M für Wasserstoff, Lithium, Natrium oder Kalium und M₁ und M₂ für Wasserstoff, Lithium, Natrium, Kalium oder Alkylgruppen stehen,

und das nicht-magnetisierbare Pigment aus Ruß und einem nicht-magnetisierbaren Pigment mit einer Mohsschen Härte von nicht weniger als 5 in einem Gewichtsverhältnis von Ruß zu nicht-magnetisierbarem Pigment von 60 : 40 bis 95 : 5 aufgebaut ist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyesterharz und/oder das Polyurethanharz in einer Menge von nicht weniger als 80 Gew.-% in dem Bindemittel enthalten ist, bezogen auf die Gesamtmenge des Bindemittels.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophilen Gruppen in einer Menge zwischen 0,01 und 2,0 mMol/g in den Harzen enthalten sind.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des nicht-magnetisierbaren Pigments '100 bis 300 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Bindemittels beträg.t.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Rußes 0,02 bis 0,1 um beträgt. ·

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 5,

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TER MEER '· MÜLLER · STEINMEISTER ■ . Scny Corp. - S84P242

dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Te ilchendur chines se r des Rußes 0,04 bis 0,08 μπι beträgt.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilchendurchmesser des nicht-magnetisierbaren Pigments mit einer Mohsschen Härte von nicht weniger als 5 0,2 bis 0,3 μπι beträgt.
10

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mohssche Härte des nicht-magnetisierbaren Pigments 5 bis 8 beträgt.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-magnetisierbare Pigment mit einer Mohsschen Härte von nicht weniger als 5 ein anorganisches Pigment

20 ist.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch geken.nzeichnet, daß das nicht-magnetisierbare Pigment mit einer Mohsschen Härte

25 von nicht weniger als 5 sphärisch geformt ist.

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