DE3226011A1

DE3226011A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3226011A1
Application number: DE19823226011
Authority: DE
Inventors: Akira Tagajyo Miyagi Hashimoto; Yoshinobu Miyagi Ninomiya; Masashi Sendai Miyagi Somezawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1983-01-20
Anticipated expiration: 2002-07-13
Also published as: JPS5812131A; NL190709C; JPH0572008B2; FR2509504B1; DE3226011C2; US4521486A; FR2509504A1; NL8202831A; NL190709B

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium oder ein magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer darauf angeordneten Magnetschicht, die überwiegend aus einem insbesondere nadeiförmigen Magnetpulver und einem Bindemittel mit verbesserten Eigenschaften besteht.

Magnetische Aufzeichnungsmedien tragen auf einem nichtmagnetischen Substrat eine Magnetschicht, die überwiegend aus einem Magnetpulver und einem Bindemittel besteht. Bei solchen magnetischen Aufzeichnungsmedien ergibt sich eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften mit zunehmender Volumenkonzentration des Magnetpulvers in der Magnetschicht. In der Praxis ist jedoch die Magnetschicht oder die magnetische Beschichtung als ein Verbundmaterial aus einem Bindemittel, einem Magnetpulver und dergleichen anzusehen und muß daher eine bestimmte Festigkeit aufweisen. De'mzufolge besteht eine kritische Pigment-Volumenkonzentration, bei der die Festigkeit der Magnetschicht einen Maximalwert erreicht. Wenn die Konzentration des Pigments diese kritische Pigment-Volumenkonzentration übersteigt, ergibt sich im allgemeinen eine Schwächung der Bindungskraft zwischen dem Magnetpulver und dem Bindemittel. Wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium in diesem Zustand für Aufzeichnungs/Wiedergabe-Zwecke verwendet wird, kann sich das Magnetpulver als Folge des Kontakts mit einem Magnetkopf oder Bandführungseinrichtungen ablösen oder die Magnetschicht kann durch einen drehbaren Magnetkopf oder eine drehbare Magnettrommel beschädigt oder abgelöst werden, was zur Folge hat, daß das Aufzeichnungsmedium irreparabel beschädigt wird.

TER MEER · MÖLLER · STöNlvtEtSTE«" * --"-oWiy Corp.. -.S82P165

Die herkömmlichen Bindemittel zeigen keine ausreichende Bindungskraft zu dem Magnetpulver und ermöglichen daher nur eine kritische Pigment-Volumenkonzentration von lediglich 45 bis 55 %.
5

Um sicherzustellen, daß ein magnetisches Aufzeichnungsmedium ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und elektromagnetische Wandlereigenschaften aufweist, muß das Magnetpulver homogen in der Magnetschicht dispergiert oder verteilt sein. Bei den herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien vermag jedoch die Dispersion des Magnetpulvers nicht notwendigerweise zu befriedigen. Aus diesem Grund wird zur Verbesserung der Dispersion ein Dispergiermittel verwendet. Wenn ein Dispergiermittel verwendet wird, so wird es an der Oberfläche des Magnetpulvers adsorbiert, so daß dessen Oberfläche lipophil wird. Hierdurch wird die Dispergierbarkeit des Magnetpulvers in einem organischen Lösungsmittel verbessert und seine Orientierung erleichtert, so daß man magnetische Aufzeichnungsmedien mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften und dergleichen herstellen kann.

Die liphophile Gruppe eines als Dispergiermittel verwendeten oberflächenaktiven Mittels, die typischerweise ei-

25. ne Alkylgruppe mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen darstellt, besitzt eine geringe Oberflächenenergie und ermöglicht keine zufriedenstellende Bindungskraft mit dem Bindemittel. Demzufolge beträgt die kritische Pigment-Volumenkonzentration, bei der die Festigkeit der Magnetschicht ihr Maximum erreicht, 45 bis 55 %, was nicht als zufriedenstellend angesehen werden kann.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes magnetisches Aufzeichnungsmedium anzugeben, dessen Magnetschicht oder magnetische Be-

TER MEER - MÜLLER - STSNMEiSTER" ^: -- -isHiy Corp. - S82P165

schichtung eine größere Festigkeit aufweist, eine hohe Pigment-Volumenkonzentration besitzt und einen geringeren Verschleiß zeigt.

Diese Aufgabe wird nun gelöst durch das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfindungsgegenstands.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein magnetisches Aufzeichnungsmedium oder Speichermedium mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer darauf ausgebildeten Magnetschicht, die überwiegend aus einem Magnetpulver und einem Bindemittel besteht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bindemittel eine Bindemittelkomponente oder einen Bindemittelbestandteil enthält, deren bzw. dessen an die Oberfläche des Magnetpulvers adsorbierte Menge mehr als 1,5 mg/m² der Oberfläche des Pulvers beträgt, gemessen· in einer 3 gew.-%-igen Lösung in Methylethylketon als Lösungsmittel, und daß die Magnetschicht eine Pigment-Volumenkonzentration des Magnetpulvers zwischen 60 und 75 % aufweist.

Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung, die die adsorbierte Menge in Abhängigkeit von der Bindemittelkonzentration verdeutlicht; und

Fig. 2 eine graphische Darstellung, die die Standfestigkeit (Standbildzeit, d. h. die Wiedergabedauer eines Standbilds) in Abhängigkeit von der Pigment-Volumenkonzentration verdeutlicht.

TERMEER- MÜLLER · STEiKlMElSTER." : *--"jiö»ny Corp. - S82P165

Im folgenden sei ein erfindungsgemäßes magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer magnetischen Beschichtung oder Magnetschicht mit einer hohen Volumenkonzentration des Magnetpulvers näher erläutert.
5

Es hat sich gezeigt, daß man vorzugsweise ein Bindemittel mit einem starken Bindevermögen oder einer großen Bindekraft verwendet, um die Volumenkonzentration des Magnetpulvers zu steigern. Erfindungsgemäß läßt sich eine Pigment-Volumenkonzentration von etwa 60 bis 75 % erzielen, wobei gleichzeitig die Festigkeit und die Standfestigkeit der magnetischen Beschichtung oder der Magnetschicht in signifikanter Weise verbessert werden, wenn man ein Bindemittel verwendet, dessen an die Oberfläche des Magnetpulvers adsorbierte Menge nicht weniger als etwa 1,5 mg/m^z der Oberfläche des Magnetpulvers in einer 3 gew.-%-igen Methylethylketonlösung bei 25⁰C beträgt.

Demzufolge ist die Auswahl der erfindungsgemäß zu verwendenden Bindemittel nicht besonders beschränkt, vorausgesetzt, daß sie die oben angegebenen Bedingungen erfüllen. Bevorzugte Beispiele für Bindemittel sind jedoch thermoplastische Polyurethanharze und Polyester oder Polyurethane mit hydrophilen Gruppen, wie SuIfonsäuregruppen und SuI-fonsäuresalzgruppen.

Die oben beschriebenen thermoplastischen Polyurethanharze können aus einem langkettigen Diol mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 500 bis 3000, einem organischen Diisocyanat, einem kurzkettigen Triol mit einem Molekulargewicht unterhalb etwa 500 und gegebenenfalls einem kurzkettigen Diol mit einem Molekulargewicht im Bereich von 50 bis 500 aufgebaut sein.

Das für die Bildung des thermoplastischen Polyurethanhar-

TERMEER-MULLER-STEJWMlSiSTEh?." : '-.'Simy Corp. - S82P165

zes verwendete langkettige Diol besitzt ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 500 bis 3000 und umfaßt beispielsweise Polyesterdiole, Polyetherdiole, Polyetheresterglykole und dergleichen. Die Polyesterdiole schließen beispielsweise ein Polyesterdiole, die erhältlich sind durch Umsetzen einer aliphatischen Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure oder dergleichen; einer aromatischen Dicarbonsäure, wie Terephthalsäure, Isophthalsäure oder dergleichen; oder eines Esters eines niedrigmolekularen Alkohols der Carbonsäure, wie eines Methylesters oder eines Ethylesters, mit einem Alkandiol, wie Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butylenglykol, 1,6-Hexanglykol, Diethylenglykol, Neopentylglykol oder dergleichen; einem Polyalkylenglykol, wie Dipropylenglykol, Trimethylenglykol oder dergleichen; einem Ethylenoxidaddukt oder einem Propylenoxidaddukt von Bisphenol A oder dergleichen oder Mischungen davon; oder kann ein Polyesterdiol des Lacton-Typs sein, welches man durch spaltende Polymerisation eines Lactons, wie S-Caprolacton oder dergleichen, erhält. Die Polyetherdiole umfassen beispielsweise Polyalkylenetherglykole, wie Polyethylenglykol, Polypropylenetherglykol, Polytetramethylene therglykol oder dergleichen sowie Polyetherglykole, die man durch Copolymerisation dieser Glykole erhält. Die Polyether-esterglykole schließen beispielsweise ein die Polyesteretherglykole, die man durch Umsetzen der oben angesprochenen Polyalkylenetherglykole mit einer im Hinblick auf die Polyolbestandteile angegebenen aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäure erhält.

Die für die thermoplastischen Polyurethanharze verwendeten organischen Diisocyanate schließen beispielsweise aromatische Diisocyanate, aliphatische Diisocyanate oder alicyclische Diisocyanate, wie Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandxisocyanat, p-Xyloldiisocyanat, 1,6-Hexame-

TER meer . Müller

Corp. - S8-

thylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat und dergleichen ein. Die Diisocyanate können einzeln oder in Form von Mischungen eingesetzt werden.

Die für die Herstellung des thermoplastischen Polyurethanharzes zu verwendenden kurzkettigen Triole mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa 500 können durch die nachfolgende allgemeine Formel I

R"¹

HO-R-C-R¹ -OH R" - OH

oder die allgemeine Formel II
15

HO -R-N-R¹- OH R" - OH

wiedergegeben werden,

/worin R eine Gruppe der Formel —(- CHf^ fr OCH₂CH₂^-

(in der m und η jeweils ganze Zahlen von 0 bis 6 mit der Maßgabe bedeuten, daß, wenn einer der Indizes m und η 0 ist, der andere eine von 0 verschiedene ganze Zahl darstellt);

R¹ eine Gruppe der Formel (-CH₂) (-OCH₂CH₂-)-—

(worin ρ und q jeweils ganze Zahlen mit einem Wert von 0 bis 6 mit der Maßgabe bedeuten, daß, wenn einer der Indizes ρ und q den Wert 0 besitzt, der andere eine von 0 verschiedene ganze Zahl derstellt);

R" eine Gruppe der Formel —(-CH₉-) CH—

ζ r -,

CH₃

(in der r eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 3 darstellt) oder
eine Gruppe der Formel —(-OCH₉ CH-)

' CH₃

TER MEER -MÜLLER · STENMELSTER^: ; "^:..^:S:Ony Corp. -

(in der s eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 3 darstellt); und

R"¹ eine Gruppe der Formel -CJHU, ,, (in der t eine ganze Zahl mit einem Wert von 0 bis 4 darstellt) bedeuten/.

Beispiele für die kurzkettigen Triole der allgemeinen Formel I sind Glycerin, Ethylenoxidaddukte von Glycerin (mit einer 2-Hydroxyethylgruppe an beiden endständigen Hydroxylgruppen oder einer 2-Hydroxyethylgruppe an einer der endständigen Gruppen und einer 2-Hydroxyethyloxyethylgruppe an der anderen endständigen Gruppe), 2-Methylpropan-l,2,3-triol, 4-^/Bis (2-hydroxyethyl_)/-2-hydroxypentan, 3-Methylpentan-1,3,5-triol, 1,2,6-Hexantriol oder dergleichen.

Beispiele für Triole der allgemeinen Formel II sind beispielsweise l-/Bis(2-hydroxyethylj7"~aniino-2-propanol (^N~ Isopropanoldiethanolamin), das Propylenoxidaddukt von Diethanolamin (N-/2-(2-hydroxy)-propyloxYZ-propyl-diethanolamin), das Ethylenoxidaddukt von N-Isopropanoldiethanol-

20 amin oder dergleichen.

Das gegebenenfalls bei der Bildung des thermoplastischen Polyurethanharzes verwendete kurzkettige Diol besitzt ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 50 bis 500 und schließt beispielsweise ein aliphatische Glykole, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butylenglykol, 1,6-Hexanglykol, Neopentylglykol oder dergleichen; oder aromatische Diole, wie das Ethylenoxidaddukt oder das Propylenoxidaddukt von Bisphenol A, das Ethylenoxidaddukt von Hydrochinon oder dergleichen. Das kurzkettige Diol kann einzeln oder in Form von Mischungen entsprechend den gewünschten Eigenschaften des thermoplastischen Polyurethanharzes angewandt werden. Die Anwendung des kurzkettigen Diols kann die angestrebten Eigenschaften des gebildeten thermoplastischen Polyurethanharzes in stärkerem Ausmaß er-

TER MEER - MÜLLER . STFWMäSTBR - =

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^CorP· " S82P165

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möglichen, wenn diese Verbindung in den oben angegebenen Verhältnissen angewandt wird.

Das erfindungsgemäß eingesetzte thermoplastische Polyure thanharz kann mit Hilfe einer Polyadditionsreaktion des langkettigen Diols mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 500 bis 3000, des organischen Diisocyanats und des kurzkettigen Triols mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa 500, welches den oben angesprochenen allgemeinen Formeln I oder II entspricht, und gegebenenfalls des kurzkettigen Diols mit einem Molekulargewicht im Bereich von etwa 50 bis 500 hergestellt werden, und zwar unter Anwendung der folgenden Mengenverhältnisse.

15 (A) 1/2 = b - (a + d)/c <1

(B) Kb/(a + d)<3

(C) d/a = 3

(worin a für die Molzahl des langkettigen Diols; b für die Molzahl des organischen Diisocyanats; c für die Molzahl des kurzkettigen Triols; und d für die Molzahl des kurzkettigen Diols stehen).

Der gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als Bindemittel zu verwendende Polyester kann hydrophile Gruppen, wie SuIfonsäuregruppen oder SuIfonsäuresalzgruppen der Formel -SO-,Μ (worin M für ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetallatom steht) oder ähnliche Gruppen tragen. Beispiele für die Alkalimetallatome sind beispielsweise Lithiumatome, Natriumatome oder Kaliumatome. Der Sulfonsäuregruppen oder SuIfonsäuresalzgruppen aufweisende Polyester kann beispielsweise gebildet sein aus einer ungesättigten aliphatischen Dicarbonsäure, wie Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Itaconsäure, Citraconsäure oder dergleichen; einer gesättigten aliphatischen Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacin-

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säure, Dodecandicarbonsäure oder dergleichen; einer gesättigten aromatischen Dicarbonsäure, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure oder dergleichen; und einem aliphatischen Diol, wie Methylenglykol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylenglykol, Butylenglykol, Pentylglykol, Neopentylglykol, Hexylglykol oder dergleichen; einem polyaliphatischen Diol, wie Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Triethylenglykol oder dergleichen; einem Triol, wie Glycerin, Butantriol, Trimethylolpropan oder dergleichen; einem Tetrol, wie Pentaerythrit, Diglycerin oder dergleichen; einem alicyclischen Diol, wie Cyclohexandiol, 1,4-Dimethyl-l,4-cyclohexandiol, 1-Cyclohexandiol oder dergleichen; einem aromatischen Triol, wie Brenzkatechin, Resorcin, Hydrochinon, 4-Chlorresorcin, Methyl-hydrochinon, Pyrogallol, 1,2,4-Benzoltriol, Phloroglucin oder dergleichen; oder einem aliphatischen Polyol mit (aromatischem) Ring, wie 1,4-Cyclohexan-dimethanol, S-Cyclohexan-ljl-dimethanol, Hydroxybenzylalkohol oder dergleichen.
20

Das gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als Bindemittel verwendbare Polyurethanharz kann ebenfalls hydrophile Gruppen, wie Sulfonsäuregruppen oder Sulfonsäuresalzgruppen der Formel -SO₃M (worin M die oben angegebenen Bedeutungen besitzt) oder dergleichen enthalten. Das Polyurethanharz kann dabei durch eine Polyadditionsreaktion eines aliphatischen Diisocyanats, wie Hexamethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat oder dergleichen; oder eines aromatischen Diisocyanats, wie ToIylendiisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat oder dergleichen mit einem der oben angegebenen Polyole gebildet werden.

Von den oben angeführten hydrophile Gruppen aufweisenden Polyesterharzen oder Polyurethanharzen sind die durch

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Strahlung härtbaren Polyester oder Polyurethane, die mindestens zwei Strahlungs-reaktive Doppelbindungen aufweisen, besonders bevorzugt. Die Strahlungs-reaktive Doppelbindung liegt vorzugsweise im nichtcarboxylischen Rest einer Säure oder eines Säureamids oder eines Säurerests oder eines Säureamidrests mit einer endständigen Doppelbindung vor, wie beispielsweise als Gruppe der Formeln

10 CH₂ = CHCOO-, CH₂ = CCOO-, CH₂ = CHCH₂COO-,

CH₃ CH₂ = CHCH₂-CH₂CH₂COO-, CH₂ = CCH₂CH₂COO-,

15 CH₃

CH₂ = CHCONH-, CH₂ = CCONH-.

Besonders bevorzugt sind die Polyester und Polyurethane mit Molekulargewichten von etwa 200 bis 50 000 pro hydrophile Gruppe.

In den Sulfonsäuregruppen oder SuIfonsäuresalzgruppen als hydrophile Gruppen enthaltenden Polyestern oder Polyurethanen sind diese hydrophilen Gruppen vorzugsweise in ei-5 ner Menge von etwa 0,01 bis 2,0 mMol/g in den Molekülen

enthalten.

Erfindungsgemäß . ist das Bindemittel, dessen an das Magnetpulver adsorbierte Menge in einer 3 %-igen Methylethylketonlösung bei 25⁰C nicht weniger als etwa 1,5 mg/m² der Oberfläche des Magnetpulvers beträgt, in dem gesamten Bindemittel in einer Menge von mindestens etwa 20 Gew.-% enthalten.

Selbst wenn das Bindemittel mit einer adsorbierten Menge

TERMEER-MaLLER-STElNMEl₁STEH. '.." 1 ^Oiiy- C-orp. S82P165

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von 1,5 mg/m² oder mehr verwendet wird, werden durch die Gleitbewegung Standbildeigenschaften oder ein Rauschen erzeugt, wenn wie beim Stand der Technik die Pigment-Volumenkonzentration der Magnetschicht unterhalb etwa 60 % liegt. Dies ist offenbar der Tatsache zuzuschreiben, daß, wenn die Pigment-Volumenkonzentration niedrig ist, die einzelnen Magnetpulverteilchen vollständig durch das Bindemittel umgeben sind, so daß die Festigkeit an der Oberfläche der Magnetschicht geschwächt wird, so daß wegen der relativ großen Bindemittelbestandteile an der Oberfläche der Magnetschicht Vibrationen beim Kontakt des Materials mit dem Magnetkopf auftreten. Wenn ein Bindemittel eine adsorbierte Menge von nicht mehr als etwa 1,5 mg/m² und eine hohe Pigment-Volumenkonzentration als Folge eines hohen Pigment/Bindemittel-Verhältnisses aufweist, werden in der Tat die elektromagnetischen Wandlereigenschaften des gebildeten Magnetbands verbessert. Solche Magnetbänder besitzen jedoch physikalische Nachteile, wie eine gesteigerte Menge des Pulverabriebs und eine Verschlech-

20 terung der Abschälfestigkeit.

Neben dem oben beschriebenen Bindemittel kann man ein weiteres Bindemittel in bestimmter Menge zusetzen. Die erfindungsgemäß zusammen mit den Magnetpulvern oder magnetisierbaren Pulvern zu verwendenden Bindemittel können irgendwelche Harzbindemittel sein, wie beispielsweise Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Copolymere, Vinylchiorid/Vinylacetat/Maleinsäure-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester/ Acrylnitril-Copolymere, Acrylsäureester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylsäureester/Styrol-Copolymere, thermoplastische Polyurethcinharze, die von den oben beschriebenen verschieden sind, Phenoxyharze, Polyvinylfluorid, Vinyliden-

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ch1orid/Acrylnitril-Copolymere, Butadien/Acrylnitri1-Copolymere, Acrylnitril/Butadien/Acrylsäure-Copolymere, Acrylnitril/Butadien/Methacrylsäure-Copolymere, Polyvinylbutyral, Cellulosederivate, Styrol/Butadien-Copolymere, Polyester der oben beschriebenen Art, die keine hydrophilen Gruppen aufweisen, Phenolharze, Epoxidharze, hitzehärtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Harnstoff/Formaldehyd-Harze oder Mischungen davon. Man kann auch eine Verbindung mit zwei oder mehr acrylIschen Doppelbindungen im Molekül und einem Molekulargewicht im Bereich von mehr als 400 als Bindemittel verwenden.

Die in der Magnetschicht des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verwendenden Magnetpulver oder magnetischen Pulver bzw. deren Teilchen können aus irgendeinem bekannten Material bestehen, wie beispielsweise T^Fe₃O₃, Fe₃O₄, eine Mischung aus /"-Fe₃O₃ und Fe₃O₄, kobaltdotiertes ^-Fe₃O₃ oder Fe₃O₄, CrO₃, Bariumferrit, eine Berthollid-Verbindung oder ferromagnetische Legierungsteilchen aus beispielsweise Fe-Co, Co-Ni, Fe-Co-Ni, Fe-Co-B, Fe-Co-Cr-B, Mn-Bi, Mn-Al oder Fe-Co-V, Eisennitrid oder dergleichen. Die in der Magnetschicht des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verwendenden Verstärkungsmaterialien schließen beispielsweise Aluminiumoxid, Chromoxid, Siliciumoxid oder Mischungen davon ein. Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien können weiterhin ein Gleitmittel, wie Squalan, ein antistatisches Mittel, wie Ruß, und ein Dispergiermittel, wie Lecithin,enthalten.

Zur Herstellung der Magnetschicht werden die Bestandteile der Magnetschicht unter-Bildung einer magnetischen Beschichtungsmasse in einem organischen Lösungsmittel gelöst, wonach die Beschichtungsmasse auf das Substrat aufgetragen wird. Die zusammen mit den magnetischen oder ma-

meer · möller . STEiNMEiST^fC. ^:.-^: : Sony" Corp. - S82P165

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gnetisierbaren Teilchen oder Pulvern und dem Bindemittel zu verwendenden organischen Lösungsmittel schließen beispielsweise Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon oder dergleichen; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol oder dergleichen; Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Ethyllactat, Glykoldiacetat, Monoethylether oder dergleichen; Glykolether, wie Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Dioxan oder dergleichen; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol oder dergleichen; aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan oder dergleichen; Nitropropan; sowie Mischungen davon oder mit anderen geeigneten organischen Lösungsmitteln ein.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden nichtmagnetischen Substrate bestehen beispielsweise aus Polyestern, wie Polyethylenterephthalat oder dergleichen; Polyolefinen, wie Polypropylen oder dergleichen; Cellulosederivaten, wie Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat oder dergleichen; Polymeren, wie Polycarbonat, Polyvinylchlorid, Polyimiden, Polyamiden, mehrere Hydroxylgruppen aufweisenden Säuren oder dergleichen; Metallen, wie Aluminium, Kupfer oder dergleichen; Papieren; oder irgendwelchen anderen geeig-

25 neten Materialien.

Erfindungsgemäß wird ein Bindemittel verwendet, welches die oben angegebenen Bedingungen erfüllt und eine adsorbierte Menge von etwa 1,5 mg/m² oder mehr aufweist. Als Ergebnis davon läßt sich eine signifikante Verbesserung der Beschichtungsfestxgkext der Magnetschicht und der Standfestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums erreichen.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung

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der Erfindung. Beispiell

Man bereitet ein als Bindemittel für das magnetische Aufzeichnungsmedium (Magnetband) geeignetes Polyurethanharz wie folgt.

Man beschickt ein 5000 ml-Reaktionsgefäß, das mit einem Rührpropeller, einem Thermometer und einem Rückflußkühler ausgerüstet ist, mit 1000 g (0,5 Mol) Ethylenadipat mit einem Molekulargewicht von 2000 und 217,5 g (1,25 Moli Tolylendiisocyanat (T-80 der Firma Nippon Polyurethane Kogyo K.K.) und setzt die Mischung während 3 Stunden bei 80 bis 90⁰C um. Dann versetzt man die Mischung mit 1200 g Methylethylketon, 900 g Toluol und 71,4 g (0,78 Mol) Glycerin, wonach man 0,1 g Dibutylzinndilaurat zusetzt und die Kettenverlängerung bei 60 bis 70⁰C bewirkt. Man versetzt die Reaktionsmischung mit 290 g Methylethylketon unter Bildung einer Polyurethanharzlösung mit einem Feststoffgehalt von 35 %, einer Viskosität von 17 600 cP bei 25⁰C und einer Hydroxylzahl von 0,06 mMol/g. Das erhaltene Polyurethanharz zeigt an einer Eisenoxidoberfläche in einer 3 gew.-%-igen Methylethylketonlösung bei 25°C eine

25 adsorbierte Menge von 2,0 mg/m².

Dann bereitet man aus den folgenden Bestandteilen eine magnetische Beschichtungsmasse:

30 Bestandteile Menge (Gew.-Teile)

Kobaltdotiertes T-Fe₃O₃ (spe- 100

zifische Oberfläche = 27 m²/g; Dichte = 5,0; <y= 0,75 emu/g; 35 Hc = 650Oe)

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER" Sony Corp.- S82P165

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Bestandteile Menge (Gew.-Teile)

Polyurethanharz (Feststoffgehalt = 12,5 100 %, Dichte = 1,20)

5 Butylstearat 1

Cr₂O₃ 5

Olivenöl 1

Methylethylketon/Methylisobutyl- 170

keton/Toluol-Mischung (1/1/1)

Man vermahlt die Mischung aus den oben angegebenen Bestandteilen während 48 Stunden in einer Kugelmühle und filtriert sie dann durch ein Filter mit einer lichten Maschenweite von 1 μπι. Nach der Zugabe von 2 Gew.-Teilen eines Härters (Dismodule L) und dem Rühren der Mischung trägt man die erhaltene magnetische Beschichtungsmasse in Form einer Schicht mit einer Dicke von 5_r5 μπι auf eine Polyesterfolie mit einer Dicke von 16 μπι auf. Nach dem Superkalandrieren wird die Folie unter Bildung eines Magnetbands halbiert. Das in dieser Weise erhaltene Magnetband besitzt ein Pigment-Volumenkonzentration von 66 %.

Die magnetischen Eigenschaften des in dieser Weise erhaltenen Magnetbands sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt.

Beispiele 2 und 3

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1, mit dem Unterschied, daß man das Polyurethanharz in einer Menge von 10 bzw. 16,6 Gew.-Teilen verwendet. In dieser Weise erhält man Magnetbänder mit einer Pigment-Volumenkonzentration innerhalb des erfindungsgemäß definierten Bereichs. Die verschiedenen Eigenschaften dieser Magnetbänder sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle I angegeben.

S'oh^Oorp. - ·"«■*"« ι-^ου ' '

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Beispiel 4

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 für die Herstellung eines Magnetbands mit dem Unterschied, daß man
12,5 Gew.-% eines Bindemittels aus 50 Gew.-% des in Beispiel 1 beschriebenen Polyurethanharzes und 50 Gew.-% eines bekannten Polyurethanharzes (N-2304 der Firma Nippon Polyurethane Kogyo K.K.) verwendet.

10 Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 zur Herstellung eines Magnetbands mit dem Unterschied, daß man das
Bindemittel in Mengen von 20, 25 bzw. 6,25 Gew.-Teilen
einsetzt. Die in dieser Weise erhaltenen Magnetbänder besitzen die in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen
Pigment-Volumenkonzentrationen, die außerhalb des erfindungsgemäß definierten Bereichs liegen.

20 Vergleichsbeispiel 4

Man vermischt ein bekanntes Polyurethanharz mit einer adsorbierten Menge von 1 mg/m² (N-2304 der Firma Nippon Polyurethane Kogyo K.K.) in einem Mischungsverhältnis von

1:1 mit einem Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer, um in

dieser Weise die Pigment-Volumenkonzentration zu steigern. Dann wiederholt man die Maßnahmen des Beispiels 1 zur Herstellung eines Magnetbands unter Verwendung dieser magnetischen Beschichtungsmasse.

Die verschiedenen Eigenschaften der gemäß den Vergleichsbeispielen erhaltenen Magnetbänder sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle I angegeben.

TABELLE I

	Bindemittel (Gew.-Teile)	Pigment-Volumen konzentration (.%) (Pigment/Bindemit tel-Verhältnis)	Rs^{1 }1} (%)	E i g Wiedergabe (dB)	e η s c h Standbild dauer (min)	a f t e η Abgeriebene Pulvermenge*	Abziehfe stigkeit (g)	Gleit geräusch (dB)
Beispiel 1	12,5	67 (8)	82	+2	1000	-1,0	30	2,5
Beispiel 2	10	71 (10)	81	+2	1200	-1,5	30	2,0
Beispiel 3	16,6	60 (6)	82	+1,5	200	-0,5	35	4,0
Beispiel 4	12,5	67 (8)	81	+1,5	800	-1,5	50	2,0
Vergleichs beispiel 1	20	55 (5)	83	+1,0	60	-0,5	40	6
Vergleichs beispiel 2	25	50 (4)	83	+0,5	20~30	-0,5	40	8
Vergleichs beispiel 3	6,25	80 (16)	76	-1,0	30	-5,0	20	8
Vergleichs beispiel 4	12,5	67 (8)	65	0	30	- 5,0	80

*) Die abgeriebene Pulvermenge wird mit Hilfe eines selbstklebenden Klebstreifens gemessen
und über einen Vergleichsmaßstab abgeschätzt.

1) Rechteckigkeitsverhältnis

TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEIÖTER "^:..^: ; Soiiv-CÖrp. - S82P165

Beispiel 5

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 zur Herstellung eines Magnetbands unter Anwendung variierender Mengen des Bindemittels. Die erhaltenen Magnetbänder besitzen sämtlich eine Pigment-Voluinenkonzentration von 67 %. Die Rs-Werte (Rechteckigkeitsverhältnis) der erhaltenen Magnetbänder sind in der nachstehenden Tabelle II angegeben.

Die in der nachstehenden Tabelle II angegebenen Mengen sind die Mengen (in Gew.-%) des in Beispiel 4 beschriebenen thermoplastischen Polyurethanharzes.

	Menge (Gew.-%]	I 10	TABELLE II	30	60	70	100
15	Rs * (%)	70		78	82	82	82
		20
		75

*) Rechteckigkeitsverhältnis 20 Methode zur Bestimmung der adsorbierten Mengen

Die adsorbierte Menge der Bindemittel wird wie folgt bestimmt.

Man bereitet in Polyethylenflaschen mit einem Fassungsvermögen von 100 cm³ jeweils 50 g-Proben der Bindemittellösungen unterschiedlicher Konzentrationen. Nach dem Eingießen der Mischung einer vorbestimmten Zusammensetzung in die Flasche gibt man eine Stahlkugel mit einem Durchmesser von 6 mm und einem Gewicht von 100 g in die Flasche und vermahlt das Material während 8 Stunden, um es zu lösen. Dann gibt man 15 g des Magnetpulvers zu und rührt die Mischung während weiterer 24 Stunden. Nach Ablauf der Rührdauer läßt man die mit dem Magnetpulver versetzte Lösung während 16 Stunden stehen, wonach man das

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Material während 30 Minuten zentrifugiert. Dann mißt man die Konzentration der überstehenden Flüssigkeit über das Trockengewicht des Materials. Die adsorbierte Menge bestimmt man über den Konzentrationsunterschied zwischen der überstehenden Flüssigkeit und der Lösung vor dem Vermischen mit dem Magnetpulver.

In der beigefügten Fig. 1 ist die adsorbierte Menge gegen die Bindemittelkonzentration aufgetragen. Dabei wird jedes Bindemittel in einem Lösungsmittel (Methylethylketon) in einer vorbestimmten Konzentration gelöst und bezüglich seiner adsorbierten Menge unter Verwendung von J-Fe₃O₃ mit einer spezifischen Oberfläche von 22,9 m²/g gemessen. Die in der Fig. 1 dargestellte Kurve A verdeutlicht den Fall eines thermoplastischen Polyurethanharzes (mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 50 000, einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 90 000, einer Hydroxyl zahl von 0,76 mMol/g und einem tert.-Amingruppengehalt von 0,76 mMol/g), welches aus 0,50 Mol Hexanadipat mit einem Molekulargewicht von 2500, 1,45 Mol 1,6-Hexamethylendiisocyanat und 1,18 Mol N-Isopropanol-diethanolamin hergestellt worden ist, während die Kurve B den Fall des Beispiels 2 verdeutlicht. Die Kurven C und D stehen für bekannte Polyurethanharze (N-2304 und N-2023 der Fir-

25 ma Nippon Polyurethane Kogyo K.K.).

Die Fig. 2 verdeutlicht die Standfestigkeit (Standbildzeit) der thermoplatischen Polyurethanharze (adsorbierte Menge = 20 mg/m²) von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 4 in Abhängigkeit von der Pigment-Volumenkonzentration. Dabei entspricht die Kurve E der Fig. 2 dem Material des Beispiels 1, während die Kurve F dem Vergleichsbeispiel 4 entspricht.

Claims

PAT E N TA N WA LTE

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !'Office europeen des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister SKSse ί ^MÜIIer Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

Case S82P165 ₁₂. j_un 1982

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku, Tokyo 141, Japan

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Priorität: 13, Juli 1981, Japan, Nr. 109129/81

Patentansprüche

ι 1J Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem nichtmagnetischen Substrat und einer darauf angeordneten Magnetschicht, die überwiegend aus einem Magnetpulver und einem Bindemittel besteht, dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittel eine Bindemittelkomponente enthält, deren an die Oberfläche des Magnetpulvers adsorbierte Menge mehr als 1,5 mg/m² der Oberfläche des Pulvers beträgt, gemessen in einer 3 gew.-%-igen Lösung in Methylethylketon als Lösungsmittel, und daß die

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Magnetschicht eine Pigment-Volumenkonzentration des Magnetpulvers zwischen 60 und 75 % aufweist.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemitte lkomponente mehr als 20 Gew.-% der Gesamtmenge des Bindemittels ausmacht.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelkomponente ein Polyurethanharz oder ein hydrophile Gruppen im Molekül aufweisendes Polyurethanharz ist.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz als hydrophile Gruppen SuIfonsäuregruppen und/oder SuIfonsäuresalzgruppen aufweist.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz die hydrophilen Gruppen in einer Menge zwischen 0,01 und 2,0 mMol/g enthält.
6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelkomponente ein Polyurethanharz mit mehr als zwei Hydroxylgruppen pro Molekül ist.