DE3211976A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger - Google Patents
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Description
TDK Electronics Co., Ltd.
13-1 Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku, Tokyo/Japan
13-1 Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku, Tokyo/Japan
Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger
mit einem Schichtträger und einer darauf befindlichen magnetischen Auflageschicht. Die magnetische Auflageschicht
besteht dabei aus einem innigen Gemisch von
Magnetpulvern in einem Bindemittel. Ein solcher Aufzeichnungsträger eignet sich insbesondere als magnetisches
Aufzeichnungsband für Ton- oder Videoaufzeichnungen oder zur Verwendung in elektronischen Rechnern.
Magnetpulvern in einem Bindemittel. Ein solcher Aufzeichnungsträger eignet sich insbesondere als magnetisches
Aufzeichnungsband für Ton- oder Videoaufzeichnungen oder zur Verwendung in elektronischen Rechnern.
Ein magnetisches Aufzeichnungsband läuft beim Einsatz
in Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten, beispielsweise Kassettendecks, in Kontakt mit Magnetköpfen, Bandführungen, Andruckrollen, Tonrollen und dergleichen. Infolgedessen ist es notwendig, daß das magnetische Aufzeichnungsband einen niedrigen Reibungskoeffizienten sowie ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften hat. Wenn jedoch das magnetische Aufzeichnungsband läuft, wird zuweilen ein wechselndes Haften und Rutschen an der Kontaktstelle zwischen der magnetischen Auflageschicht und
den Magnetköpfen oder Bandführungen beobachtet. Wenn
sich dieses wechselnde Haften und Rutschen allmählich
verstärkt, kommt es zu Längsvibrationen des Bandes. Solche Haft-Gleit-Vibrationen sind bei Magnetbändern in erster Linie für das als Quietschen bekannte Phänomen verantwortlich. In jüngster Zeit ist das Quietschproblem
besonders akut geworden, weil ein Trend in Richtung auf
hohe magnetische Aufzeichnungsdichten besteht und Magnet-
in Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräten, beispielsweise Kassettendecks, in Kontakt mit Magnetköpfen, Bandführungen, Andruckrollen, Tonrollen und dergleichen. Infolgedessen ist es notwendig, daß das magnetische Aufzeichnungsband einen niedrigen Reibungskoeffizienten sowie ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften hat. Wenn jedoch das magnetische Aufzeichnungsband läuft, wird zuweilen ein wechselndes Haften und Rutschen an der Kontaktstelle zwischen der magnetischen Auflageschicht und
den Magnetköpfen oder Bandführungen beobachtet. Wenn
sich dieses wechselnde Haften und Rutschen allmählich
verstärkt, kommt es zu Längsvibrationen des Bandes. Solche Haft-Gleit-Vibrationen sind bei Magnetbändern in erster Linie für das als Quietschen bekannte Phänomen verantwortlich. In jüngster Zeit ist das Quietschproblem
besonders akut geworden, weil ein Trend in Richtung auf
hohe magnetische Aufzeichnungsdichten besteht und Magnet-
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bänder, beispielsweise Tonkassettenbänder, für niedrige Laufgeschwindigkeiten (z. B. 4,75 cm/s) entwickelt
wurden sowie häufig dünnere Bänder (mit einer Dicke von 6 bis 18 /jm) benutzt werden.
Um bei diesen Magnetbändern stabile Laufeigenschaften
zu gewährleisten, wird herkömmlicherweise in dem magnetischen Beschichtungsmaterial neben einem Bindemittel
ein Schmiermittel vorgesehen, beispielsweise in Form von höheren Fettsäuren oder deren Derivaten, flüssigem Paraffin,
Rizinusöl, Fluoröl, Molybdändisulfid, pulverförmigem
Graphit und dergleichen. Keines dieser Schmiermittel kann jedoch dem Magnetband eine ausreichende
Schlüpfrigkeit verleihen. Insbesondere sind diese Schmiermittel nicht in der Lage, stabile Laufeigenschaften
zu gewährleisten und ein Quietschen des Bandes in einer Umgebung zu verhindern, wo hohe Temperaturen und
hohe Luftfeuchtigkeiten herrschen (beispielsweise eine
Temperatur von 40 bis 60 C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 70 bis 80 %).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu schaffen, der die vorstehend
genannten Nachteile vermeidet und der insbesondere frei von dem genannten Quietsch-Phänomen bei Verwendung
als magnetisches Aufzeichnungsband ist sowie ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften vor allem
in Umgebungen gewährleistet, wo hohe Temperaturen und/ oder hohe Luftfeuchtigkeit herrschen.
Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe dadurch lösen läßt, daß in der magnetischen Auflageschicht eine Kombination
aus einem hochviskosen Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr und einem Sorbitanfettsäureester
vorgesehen wird. Dadurch, daß erfindungs-
gemäß in die magnetische Auflageschicht eine kleine Menge
eines hochviskosen Silikonöls von hohem Polymerisationsgrad mit bestimmter Viskosität und ein Sorbitanfettsäureester
eingelagert werden, wird ein Magnetband geschaffen, das ausgeglichene und stabile Laufeigenschaften
insbesondere in einer Umgebung hat, wo hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeiten herrschen.
Gleichzeitig ist dieses Magnetband frei von störendem Quietschen, das sich andernfalls auf Grund der Reibung
des laufenden Magnetbandes mit den Magnetköpfen, Bandführungen und dergleichen einstellen würde. Das Magnetband
hat ferner eine gute Dauerhaftigkeit bei wiederholter Benutzung und Langzeitspeicherung.
Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen Silikonölen handelt
es sich vorzugsweise um hochviskose Silikonöle der allgemeinen Formel
(CH3)3Si-O-( Si-O-) -Si(CH3)3
wobei R für CH3 und R1 für CH3-C^H5 oder F steht und η
eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist. Dabei liegt die Viskosität des Öls bei 100.000 cSt oder
mehr. Beispiele für solche Silikonöle sind Dimethylpolysiloxan, Methylphenylpolysiloxan, Methylfluorpolysiloxan
und dergleichen. Bei diesen Silikonölen handelt es sich um an sich bekannte Öle, die in verschiedenen
Qualitäten handelsüblich zur Verfügung stehen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt es darauf an, daß
das verwendete Silikonöl ein hochviskoses Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr bzw. ein Öl
von hohem Polymerisationsgrad ist. Wesentlich ist also
die Viskosität des Silikonöls und nicht der speziell vor-
gesehene Öltyp. Wenn die Viskosität des Silikonöls außerhalb
des genannten Bereichs, das heißt unter 100.000 cSt, liegt, kommt es zu einer erheblichen Wanderung des
Öls innerhalb der magnetischen Auflageschicht des Magnetbandes.
Der Schmiereffekt des Öls läßt sich dann nicht über lange Zeitdauern aufrechterhalten; das unerwünschte
Quietschen kann nicht ausreichend unterdrückt werden. Wenn andererseits der Gehalt an Silikonöl in der
magnetischen Auflageschicht in dem Bemühen, die gewünschten Effekte zu erreichen, übermäßig gesteigert
wird, kommt es zu nachteiligen Auswirkungen, wie Ausschwitzen des Öls zu der Oberfläche der magnetischen
Auflageschicht und dergleichen.
Die vorliegend in Verbindung mit den hochviskosen Silikonölen verwendeten Sorbitanfettsäureester sind Monoesier,
Diester und Triester aus Sorbitolen und höheren Fettsäuren. Beispiele solcher Ester sind Sorbitanmonopalmitat,
Sorbitanmonostearat, Sorbitandistearat, Sorbitantristearat,
Sorbitanmonooleat und dergleichen. Der Handelsname eines typischen Esters dieser Gruppe ist
"Span". Die genannten Ester können allein oder in Kombination miteinander vorgesehen sein.
Die hochviskosen Silikonöle erlauben es in hervorragender Weise, Quietschen zu unterdrücken. Sie haben jedoch
nicht notwendigerweise eine gute oder überhaupt brauchbare Kompatibilität mit Bindemitteln. Wenn daher ein
solches Silikonöl in großer Menge in die magnetische Auflageschicht eingebracht wird, besteht die Möglichkeit,
daß die Oberflächengleichförmigkeit beeinträchtigt
wird. Dadurch, daß vorliegend jedoch ein derartiges Silikonöl in Verbindung mit anderen Schmiermitteln,
insbesondere Sorbitanfettsäureestern, verwendet wird, läßt sich, wie gefunden wurde, der Gehalt an Silikonöl
υ ^. ι ι j/O
auf einen Bereich beschränken, innerhalb dessen die Oberflächengleichförmigkeit
der magnetischen Auflageschicht nicht nachteilig beeinflußt wird, während andererseits
Quietscheffekte in vollem Umfang vermieden werden können.
Der Gehalt an hochviskosem Silikonöl beträgt vorliegend vorzugsweise 0,2 bis 2 Gew.% bezogen auf das
Bindemittel, während der Gehalt des in Kombination damit benutzten Sorbitanfettsäureesters bevorzugt im Bereich
von 0,5 bis 4 Gew.% liegt. Wird das Silikonöl in die magnetische Auflageschicht in übermäßig großer Menge
(beispielsweise 5 Gew.% oder mehr) eingebracht, kommt es zu ungünstigen Auswirkungen, beispielsweise
mangelnder Gleichförmigkeit der Oberfläche der magnetischen
Auflageschicht und Ausschwitzen des Öls an der Oberfläche dieser Schicht, was unter anderem zur Verschmutzung
der Magnetköpfe führt. Wird der vorliegend in Kombination mit dem Silikonöl als Schmiermittel vorgesehene
Sorbitanfettsäureester in der magnetischen Auflageschicht in großer Menge verwendet (beispielsweise
6 Gew.% oder mehr) kommt es gleichfalls zu einem Ausschwitzen
an der Schichtoberfläche und zu nachteiligen Effekten, wie Verschmutzung der Magnetköpfe. Dadurch,
daß das Silikonöl in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.% und der Sorbitanfettsäureester in einer Menge von 0,5
bis 4 Gew.% in die magnetische Auflageschicht eingelagert werden, läßt sich das Quietsch-Phänomen in ausreichender
Weise beherrschen, während zugleich nachteilige Effekte, wie Oberflächenungleichförmigkeit der magnetischen
Auflageschicht, Ausschwitzen und dergleichen, vermieden sind.
Die hohe Viskosität oder der Polymerisationsgrad des vorliegend verwendeten Silikonöls beschränkt die Wanderung
des Öls innerhalb der magnetischen Auflageschicht, und das Öl gestattet es dem Magnetband, seine Anfangs-
kennwerte auf befriedigende Weise selbst nach wiederholter
Anwendung oder iangzeitiger Speicherung beizubehalten.
Dadurch, daß andererseits die Silikonöle in Kombination mit anderen Schmiermitteln, insbesondere Sorbitanfettsäureestern,
benutzt werden, ist es möglich, die Mengen beider mit Bezug auf das Bindemittel kleinzuhalten,
so daß die Bindefähigkeit des Bindemittels nicht beeinträchtigt
,wird und keine unerwünschten Phänomene, wie Ausschwitzen und dergleichen, auftreten. Auf diese Weise
werden die verschiedenen Eigenschaften des Magnetbands
nicht nachteilig beeinflußt.
Um ein Silikonöl und einen Sorbitanfettsäureester in eine
magnetische Auflageschicht eines Magnetbands einzubringen,
werden diese Stoffe zweckmäßig in das Beschichtungsmaterial während dessen Zubereitung in solchen Mengen
eingemischt, daß das Silikonöl 0,2 bis 2 Gew.% und der Sorbitanfettsäureester 0,5 bis 4 Gew.% des Bindemittels ausmachen.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie von Vergleichsbeispielen näher
erläutert.
Magnetisches Eisenoxid (T-Fe2O3) 100 Gew.-Teile
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharz 20 Gew.-Teile
Polyurethanharz 5 Gew.-Teile Silikonöl (Dimethylpolysiloxan,
100.000 cSt) 0,05-0,5 Gew.-Teile
Sorbitanmonostearat (Span 60) 0,5 Gew.-Teile
Methyläthylketon 120 Gew.-Teile
Toluol 40 Gew.-Teile
Cyclohexanon 40 Gew.-Teile
O <_
wurden in eine Kugelmühle eingebracht und 20 Stunden lang gemischt und dispergiert, um ein magnetisches Beschichtuncjsrnaterial
zu erhalten. Das so gewonnene magnetische Beschichtungsmaterial wurde auf einen PoIyäthylenterephthalatfilm
mit einer Dicke von 7/um in solcher Menge aufgebracht, daß die Schicht im Trockenzustand
eine Dicke von etwa 5/jm hatte. Nach dem Trocknen
wurde die Schichtoberfläche des Films mit Hilfe von heißen Kalanderwalzen spiegelglatt gemacht. Der so erhaltene
Film wurde unter Bildung eines Tonkassettenbandes in 3,81 mm breite Streifen unterteilt.
Ein Magnetband wurde in der gleichen Weise wie im Ausführungsbeispiel
1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Silikonöl (100.000 cSt) des Ausführungsbeispiels 1
durch ein Silikonöl mit einer Viskosität von 300.000 cSt in einer Menge von 0,05 bis 0,25 Gew.-Teilen ersetzt
wurde.
Ein Magnetband wurde entsprechend dem Vorgehen des Ausführungsbeispiels
1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Silikonöl weggelassen wurde.
Ein Magnetband wurde gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 gefertigt,
mit der Ausnahme, daß kein Sorbitanmonostearat benutzt wurde.
Das Vorgehen des Ausführungsbeispiels 1 wurde wiederholt,
- ίο -
mit der Ausnahme, daß die Menge des verwendeten Silikonöls auf 1,25 Gew.-Teile erhöht wurde.
Ein Magnetband wurde auf die gleiche Weise wie im AusfUhrungsbeispiel
1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Menge an Sorbitanmonostearat auf 1,5 Gew.-Teile erhöht
wurde.
Vergleichsbeispiel 5
Ein Magnetband wurde entsprechend dem Ausführungsbeispiel
1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß anstelle des Silikonöls (100.000 cSt) des Beispiels 1 ein Silikonöl
mit einer Viskosität von 10.000 cSt in einer Menge von 0,5 oder 1,5 Gew.-Teilen benutzt wurde. Jedes der entsprechend
den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Magnetbänder
wurde in ein Kassettenbandgerät eingelegt und in einer Umgebung hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit,
nämlich 600C und 70 % relative Luftfeuchtigkeit, kontinuierlich
laufen gelassen, worauf eine Auswertung auf Quietschgeräusche und dergleichen erfolgte. Die erzielten
Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt .
Menge des zugesetzten
Schmiermittels (Gewichtsteile)
Schmiermittels (Gewichtsteile)
Häufigkeit des
Silikon- Sorbitan- Auftretens von
öl monostearat Quietschen (%)
Ausführungsbeispiel 1
Ausführungsbeispiel 2
Vergleichsbeispiel 1
Vergleichsbeispiel 2
Vergleichsbeispiel 3
Vergleichsbeispiel 2
Vergleichsbeispiel 3
Vergleichsbeispiel 4
0,05
0,25
0,5
0,05
0,25
0,25
1,25
1,25
0,25
Vergleichsbeispiel 5 0,5
1,5
0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Ausschwitzen auf der Bandoberfläche
Ausschwitzen auf der Bandoberfläche
Ausschwitzen auf der Bandoberfläche
CiD CD
Wie aus der vorstehenden Tabelle hervorgeht, ist es auf
die erläuterte Weise möglich, nicht nur das Quietschen eines Magnetbandes zu beseitigen und stabile Laufeigenschaften
in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit in vollem Umfang zu gewährleisten, sondern
auch für eine gute Dauerhaftigkeit bei Langzeitspeicherung
und wiederholter Benutzung zu sorgen.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen
wurden T-Fe~O„ als Magnetpulver und eine Kombination eines
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharzes mit einem Polyurethanharz als Bindemittel benutzt. Es versteht
sich jedoch, daß auch andere Magnetpulver, wie Pulver aus Fe-O,, Co-dotiertem T-Fe^O-, Co-dotiertem Fe-O, und
dergleichen in Frage kommen, sowie daß als Bindemittel andere konventionelle Harze oder Kombinationen von Harzen
eingesetzt werden können. Es ist ferner möglich, dem magnetischen Beschichtungsmaterial Antistatika (Metallseifen,
tertiäre Ammoniumsalze und dergleichen), Dispersionsmittel (aliphatische Säureester, Phosphatester,
höhere Alkohole und dergleichen) sowie andere herkömmliche Zusatzstoffe zuzusetzen.
Claims (11)
1.] Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger
und einer darauf befindlichen magnetischen Auflageschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische
Auflageschicht ein hochviskoses Silikonöl mit einer Viskosität von 100.000 cSt oder mehr in Kombination
mit einem Sorbitanfettsäureester enthält.
2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Silikonöl der allgemeinen Formel
(CH3)3Si-O-l Si-O- -Si(CH3)3
R1 /n
vorgesehen ist, wobei R für CH3 und R1 für CH3, C4H5
oder F steht und η eine die Viskosität des Silikonöls bestimmende Zahl ist.
3. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl eine Viskosität von 300.000 cSt hat.
4. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Silikoriöl ein Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 100.000 cSt ist.
5. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Silikonöl ein Dimethyl-
FERN5PRECHER: 089/601203? ■ KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN
- 2 polysiloxan mit einer Viskosität von 300.000 cSt ist.
6. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorbitanfettsäureester Sorbitanmonopalmitat, Sorbitanmonostearat,
Sorbitandistearat, Sorbitantristearat,
Sorbitanmonooleat und dergleichen vorgesehen sind.
7. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß als Sorbitanfettsäureester Sorbitanmonostearat vorgesehen ist.
8. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf das Gewicht eines Bindemittels, das Silikonöl
in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.% und die Sorbitanfettsäure in einer Menge von 0,5 bis 4 Gew.%
vorgesehen sind.
9. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bindemittel eine Kombination eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerharzes
mit einem Polyurethanharz ist.
10. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger ein flexibler Kunststoffilm ist.
11. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Auflageschicht zusätzlich ein Antistatikum
und ein Dispersionsmittel enthält.
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