DE3540077C2

DE3540077C2 -

Info

Publication number: DE3540077C2
Application number: DE3540077A
Authority: DE
Inventors: Kuniharu Fujiki; Hiroshi Mito Ibaraki Jp Togashi
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1984-11-12
Filing date: 1985-11-12
Publication date: 1990-07-26
Also published as: DE3540077A1; JPS61115237A; US4634627A

Description

Die Erfindung betrifft magnetische Aufzeichnungsmedien wie beispielsweise Magnetbänder, Floppy-Scheiben, Hartplatten und verwandte Gegenstände, deren Aufbau im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher beschrieben ist.

Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, die Abriebbeständigkeit von magnetischen Aufzeichnungsmedien zu verbessern, wobei hierzu üblicherweise nichtmagnetische Oxidpulver mit hoher Härte wie beispielsweise Aluminiumoxid- oder Chromoxidpulver zu einer magnetischen Schicht des Mediums zugesetzt werden. Wenn ein solches nichtmagnetisches Oxidpulver jedoch zu einer magnetischen Beschichtungsmasse zugesetzt, diese auf einen nichtmagnetischen Träger aufgebracht und getrocknet wird, besitzt die erhaltene, magnetische Schicht relativ schlechte Oberflächeneigenschaften, so daß die Eigenschaften der elektromagnetischen Umwandlung schlecht werden, und insbesondere ergibt sich ein Rauschen, wenn vom Medium abgespielt wird. Wahrscheinlich beruht dies darauf, daß das Oxidpulver eine hohe Oberflächenaktivität besitzt und eine Reaktion mit einem in der Beschichtungsmasse enthaltenen Bindemittel eingeht. In einem Extremfall kann die magnetische Beschichtungsmasse, welche das Oxidpulver enthält, während ihrer Herstellung gelieren, was von dem Bindemitteltyp abhängig ist. Dies macht es unmöglich, die magnetische Beschichtungsmasse auf eine Unterlage oder einen Träger aufzuschichten.

Um dieses Problem zu überwinden, wurde in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 59-154 646 ein magnetisches Aufzeichnungsmedium vorgeschlagen, bei welchem ein spezifischer Typ von Schleifpulver behandelt wird. Hierzu wird ein Schleifpulver wie Aluminiumoxid-, Chromoxid- oder Titanoxidpulver auf seiner Oberfläche mit einer Verbindung in einer Menge von 0,2 bis 2 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile des Schleifpulvers behandelt, welche eine Isocyanatgruppe in ihrem Molekül enthält. Dieses oberflächenbehandelte Pulver wird zu einer magnetischen Beschichtungsmasse zugesetzt. Die Oberflächenbehandlung mit einer eine Isocyanatgruppe tragenden Verbindung kann die Oberflächeneigenschaften der Magnetschicht verbessern und die Gelierung der magnetischen Beschichtungsmasse verhindern, wie in Fällen des Standes der Technik festgestellt wurde. Ein Aufzeichnungsmedium, das unter Verwendung eines Oxidpulvers hergestellt wurde, welches auf seiner Oberfläche eine Verbindung mit einer Isocyanatgruppe im Molekül hiervon aufgeschichtet trägt, ist jedoch nachteilig, da der mit dem Medium in Kontakt gebrachte Magnetkopf innerhalb einer kurzen Kontaktzeit beträchtlich verunreinigt bzw. verschmutzt wird.

Weiterhin ist aus der DE-OS 32 06 109 A1 ein Magnetaufzeichnungsmedium bekannt, das einen dünnen Magnetfilm auf einem nichtmagnetischen Träger umfaßt, wobei auf einer oder beiden Oberflächen des Mediums eine Schicht aus einem Isocyansäureester ausgebildet wird. Dies bedeutet, daß diese Isocyansäureesterschicht als am weitesten außenliegende Überzugsschicht aufgebracht wird, nicht jedoch als Überzug für ein Schleifpulver. Im übrigen gehöhren die hieraus bekannten Magnetaufzeichnungsmedien zum Typ der Magnetbänder aus dünnen Metallfilmen, bei welchen überhaupt kein magnetisches Pulver oder irgendein Schleifpulver, dispergiert in einem Harzbindemittel verwendet wird. Aus der DE-OS 33 46 496 A1 betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, welches einen Träger, eine auf einer Seite des Trägers ausgebildete Magnetschicht und eine auf der anderen Seite des Trägers ausgebildete, rückseitige Überzugsschicht umfaßt, wobei die rückseitige Überzugsschicht aus einer Dispersion eines anorganischen Pulvers in einem Bindemittel, das wenigstens ein Polyisocyanat umfaßt, hergestellt ist. Das hieraus bekannte anorganische Pulver ist daher nicht mit einer Polyisocyanatverbindung oberflächenbehandelt worden. Aus der DE-OS 32 22 778 A1 ist eine rückseitige Beschichtung eines Magnetaufzeichnungsmaterials aus einem nichtmagnetischen Pulver, das in einem Bindemittel dispergiert ist, bekannt, wobei das Bindemittel jedoch eine Kombination von Nitrozellulose, Vinylchlorid- Vinylacetat-Copolymer, Polyurethan und einer Isocyanatverbindung ist. Hieraus ergibt sich aber nicht, daß eine Oberflächenbehandlung oder Beschichtung eines anorganischen Pulvers oder Schleifmittelpulvers mit einer Isocyanatverbindung erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, welches eine magnetische Aufzeichnungsschicht umfaßt, in der ein mit einem spezifischen Typ von Isocyanatverbindung beschichtetes Schleifpulver dispergiert ist, wobei das Medium jedoch eine gute oder sogar verbesserte Abriebfestigkeit besitzt, selbst wenn es bei der Standbildwiedergabe eingesetzt wird und dessen magnetische Aufzeichnungsschicht gute Oberflächeneigenschaften besitzt, wobei das Schleifpulver jedoch gleichförmig dispergiert ist, so daß gute Charakteristika der elektromagnetischen Umwandlung erreicht werden können, und bei dessen Anwendung ein Magnetaufzeichnungskopf kaum verschmutzt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium, umfassend einen nichtmagnetischen Träger und eine auf diesem Träger ausgebildete, magnetische Aufzeichnungsschicht, wobei die magnetische Aufzeichnungsschicht aus einer Zusammensetzung gebildet ist, welche ein magnetisches Pulver und ein mit einer Isocyanatverbindung oberflächenbehandeltes Schleifpulver mit einer Durchschnittsgröße von 0,2 bis 1 µm in Form von nichtmagnetischen Oxiden, dispergiert in einem Harzbindemittel, umfaßt, wobei das Schleifpulver in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.- Teilen auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers angewandt worden ist, wobei dieses dadurch gekennzeichnet ist, daß das Schleifpulver mit einer Isocyanatverbindung, welche wenigstens 2 Isocyanatgruppen in 1 Molekül hiervon besitzt, in einer Menge von 3 bis 20 Gew.-%, bezogen auf trockenes Schleifpulver, oberflächenbehandelt ist.

Bei Verwendung des auf diese Weise oberflächenbehandelten Pulvers können die zuvor genannten Aufgaben vollständig gelöst werden.

Die Erfindung wird anhand der Figur näher erläutert, in welcher ein Diagramm wiedergegeben ist, das den Abriebverlust eines Magnetkopfes in Abhängigkeit von der Menge an Schleifpulvern wiedergibt.

Das erfindungsgemäße, magnetische Aufzeichnungsmedium umfaßt, wie zuvor beschrieben, einen nichtmagnetischen Träger und eine auf wenigstens einer Seite des Trägers ausgebildete, magnetische Aufzeichnungsschicht. Die vorliegende Erfindung ist durch die Verwendung eines gleichförmig in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergierten Schleifpulvers gekennzeichnet. Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Schleifpulver sind beispielsweise Pulver von nichtmagnetischen Oxiden wie z. B. Pulver von Aluminiumoxid, Chromoxid, Titanmonoxid, Titandioxid, alpha-Fe₂O₃ u. dgl. Andere üblicherweise für diese Zwecke eingesetzte Oxidpulver können ebenfalls ohne Beschränkung verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch Chromoxid, Cr₂O₃ eingesetzt. Der Grund hierfür ist, daß Chromoxid so hart ist, daß es bei einem Einsatz als solches den Magnetkopf schneller abnutzen würde. Zusätzlich besitzt Cr₂O₃ eine relativ schlechte Dispergierbarkeit und ist ebenfalls mit verschiedenen Bindemittelharzen schlecht verträglich. Wenn ein solches Chromoxidpulver mit einer Isocyanatverbindung gemäß der Erfindung beschichtet wird, können die zuvor geschilderten Nachteile fast vollständig aufgehoben werden, und die Abriebfestigkeit der Magnetschicht kann verbessert werden. Neben den Oxidpulvern können auch Nitridpulver verwendet werden, einschließlich z. B. Titannitrid, Siliziumnitrid u. dgl. Diese Pulver besitzen eine Durchschnittsgröße von 0,2 bis 1 µm.

Diese Schleifpulver werden auf ihrer Oberfläche mit Verbindungen behandelt, welche wenigstens zwei Isocyanatgruppen in ihrem Molekül enthalten. Brauchbare Isocyanatverbindungen können verschiedene Isocyanatverbindungen sein, welche wenigstens zwei Isocyanatgruppen in ihrem Molekül enthalten. Solche Verbindungen sind beispielsweise Addukte von Isocyanatverbindungen wie aliphatische Diisocyanate, alicyclische Diisocyanate und aromatische Diisocyanate, z. B. Diphenylmethandiisocyanat, Biphenyldiisocyanat, Naphthalindiisocyanat, Triphenylmethandiisocyanat u. dgl., und von zweiwertigen oder mehrwertigen Alkoholen wie Ethylenglykol, Butylenglykol, Hexamethylenglykol, Trimethylolpropan, Neopentylalkohol u. dgl. Typische und bevorzugte Isocyanatverbindungen besitzen die folgenden Formeln:

Diese Isocyanatverbindungen können einzeln oder gewünschtenfalls in Kombination verwendet werden. Für die Oberflächenbehandlung werden eine Isocyanatverbindung und ein Schleifpulver in ein Lösungsmittel für die Isocyanatverbindung eingegeben und unter Rühren bei Zimmertemperatur oder erhöhten Temperaturen für eine ausreichende Zeitspanne zur vollständigen Vermischung eingegeben. Anschließend wird das Schleifpulver mittels geeigneter Einrichtungen zur Entfernung von überschüssiger Isocyanatverbindung hiervon gesammelt. Das so gesammelte Pulver wird bei einer Temperatur getrocknet, bei welcher die Verdampfung des Lösungsmittels erleichtert wird, z. B. von 30 bis 80°C. Das Pulver kann erforderlichenfalls weiter erhitzt werden, hierdurch wird die behandelte Isocyanatverbindung fest an den einzelnen Teilchen gebunden. Die Isocyanatverbindung wird auf das Schleifpulver in einer Menge von 3 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Schleifpulver auf Trockenbasis, aufgebracht. Das oberflächenbehandelte Schleifpulver wird mit einem Bindemittel und einem magnetischen Pulver in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers vermischt.

Die Bindemittel können beliebige thermoplastische Kunstharze, hitzehärtbare Harze und Mischungen hiervon sein. Typische thermoplastische Harze umfassen: Vinylchloridcopolymere wie Vinylchlorid/Vinylacetatcopolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchloridcopolymere, Vinylchlorid/Acrylnitrilcopolymere, Vinyl chlorid/Vinylacetat/Vinylalkoholterpolymere u. dgl.; andere Copolymere wie Acrylester/Vinylidenchloridcopolymere, Acryl ester/Styrolcopolymere, Methacrylester/Acrylnitrilcopolymere, Methacrylester/Vinylidenchloridcopolymere u. dgl.; sowie Urethanelastomere, Polyvinylfluoridharze, Cellulosederivate wie Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Nitricellulose u. dgl., Aminoharze und verschiedene andere synthetische Harze. Beispiele von hitzehärtbaren Harzen umfassen Phenolharze, Epoxyharze, Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Silikonharze, Acrylharze, Isocyanatprepolymere und andere verschiedene hitzehärtbare Harze.

Die gemäß der Erfindung verwendeten, magnetischen Pulver können beliebige magnetische Metallpulver, wie sie üblicherweise auf dem Gebiet eingesezt werden, sein, und sie schließen z. B. ferromagnetische Eisenoxide wie gamma-Fe₂O₃ und Fe₃O₄ mit oder ohne Ablagerung von Co, Ni, Mn u. dgl., ferromagnetische Metalle wie Co, Ni, Fe und Legierungen hiervon wie Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni, Fe-Co-Ni und andere ferromagnetische Materialien wie CrO₂, Bariumferrit u. dgl. Auf dem Fachgebiet ist es an sich bekannt, daß diese magnetischen Pulver im allgemeinen in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-Teile und vorzugsweise von 30 bis 60 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des Bindemittels verwendet werden.

Neben den zuvor genannten, wesentlichen Bestandteilen können verschiedene Zusatzstoffe wie z. B. Dispergiermittel, Gleitmittel, andere Schleifpulver, antistatische Mittel u. dgl. zu der magnetischen Beschichtungsmischung zugesetzt werden.

Für die Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums wird ein magnetisches Pulver und ein oberflächenbehandeltes Schleifpulver in einem Harzbindemittel und ein Lösungsmittel für das Bindemittel unter Verwendung einer geeigneten Misch- oder Kneteinrichtung dispergiert. Die erhaltene magnetische Beschichtungsmasse wird auf einen nichtmagnetischen Träger auf wenigstens einer Seite hiervon aufgeschichtet, und sie wird getrocknet und unter Temperaturbedingungen von z. B. 40 bis 80°C während einer ausreichenden Zeit für das Aushärten ausgehärtet. Die Beschichtung kann nach beliebigen bekannten Arbeitsweisen beispielsweise durch Spin-Beschichtung, Luftrakel-Beschichtung, Rakelbeschichtung, Tauchbeschichtung, verschiedene Walzenbeschichtungsmethoden, Spraybeschichten u. dgl. aufgebracht werden. Die magnetische Aufzeichnungsschicht wird im allgemeinen in dem Bereich von 0,5 bis 10 µm aufgeschichtet.

Nichtmagnetische Träger können Scheiben oder Platten, Filme, Folien oder Bögen einer Vielzahl von Materialien einschließlich z. B. synthetischen oder halbsynthetischen Harzen wie Polyestern, Polyimiden, Polyphenylensulfiden, Polyolefinen, Cellulosederivaten u. dgl., Metalle wie Aluminium, Magnesium, Kupfer u. dgl., Gläser und Keramikmaterialien sein.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei die Angaben in Gew.-Teilen gemacht sind.

Beispiel 1

Eine Isocyanatverbindung mit niedrigem Molekulargewicht mit drei Isocyanatgruppen in einem Molekül, d. h. die zuvor genannte Verbindung der Formel (1), wurde in Toluol aufgelöst, hierzu wurde Aluminiumoxidpulver (Al₂O₃-Pulver) mit einer Durchschnittsgröße von etwa 0,5 µm zugegeben. Die Mischung wurde 1 h bei 40°C gerührt und dann filtriert und mit Toluol zur Entfernung überschüssiger Isocyanatverbindung von dem Oxidpulver gewaschen. Danach wurde das Pulver 24 h bei 60°C getrocknet, um das Aluminiumoxidpulver zu erhalten, das mit der Isocyanatverbindung in einer Menge von etwa 6 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Aluminiumoxidpulver, oberflächenbehandelt war.

100 Gew.-Teile magnetisches Co-gamma-Fe₂O₃-Pulver, 20 Gew.-Teile einer Mischung eines Vinylchlorid/Vinylalkoholcopolymeren und eines Polyurethanelastomeren, 1 Gew.-Teil Lecithin, 5 Gew.-Teile Ruß, 300 Gew.-Teile eines Mischlösungsmittels von gleichen Mengen von Toluol, Methylethylketon und Methylisobutylketon, 1 Gew.- Teil n-Butylstearat und unterschiedliche Mengen des oberflächenbehandelten Aluminiumoxidpulvers, jedoch nicht mehr als 20 Gew.- Teile, wurden in einer Sandmühle angeordnet und 20 h dispergiert. Zu der Mischung wurden 5 Gew.-Teile Polyisocyanat (1) zugesetzt, wodurch eine magnetische Beschichtungsmasse erhalten wurde. Diese erhaltene Beschichtungsmasse wurde auf einen 14,5 µm starken Polyesterfilm aufgetragen, getrocknet und kalandriert, hieran folgte das Aushärten während 48 h bei 65°C. Der erhaltene Film wurde in Magnetbänder mit einer Breite von 0,5 Zoll (12,7 mm) zur Verwendung in einem Videorecorder geschnitten.

Beispiel 2

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß anstelle des oberflächenbehandelten Aluminiumoxidpulvers Chromoxidpulver (Cr₂O₃) verwendet wurde, das mit der in Beispiel 1 eingesetzten Isocyanatverbindung behandelt worden war. Es wurden Magnetbänder für Videorecorder hergestellt.

Vergleichsversuch A

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß nichtbehandeltes Aluminiumoxidpulvers anstelle des oberflächenbehandelten Aluminiumoxidpulvers verwendet wurde, und es wurden Magnetbänder hergestellt.

Vergleichsversuch B

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß nichtbehandeltes Chromoxid anstelle des oberflächenbehandelten Chromoxidpulvers eingesetzt wurde, und es wurden Magnetbänder hergestellt.

Vergleichsversuch C

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß das Aluminiumoxidpulver mit einer Isocyanatverbindung, welche 1 Isocyanatgruppe in einem Molekül aufwies, oberflächenbehandelt worden war, d. h. mit C₁₆H₃₁- NCO, und es wurden Magnetbänder hergestellt.

Vergleichsversuch D

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß Chromoxidpulver C₁₆H₃₁-NCO oberflächenbehandelt wurde, und es wurden Magnetbänder hergestellt.

Die in den zuvor genannten Beispielen und Vergleichsversuchen hergestellten Magnetbänder, bei denen 5 Gew.-Teile eines jeden Schleifmittels verwendet wurden, wurden Tests unterzogen, um den Abriebverlust eines Magnetkopfes und den Grad der Verunreinigung des Magnetkopfes unter Bedingungen einer Temperatur von 40°C, einer relativen Feuchtigkeit von 80% und einer Betriebszeit von 200 h, einer fortwährenden Standbildwiedergabezeit bei einer Temperatur von -10°C zur Erleichterung des Tests, zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle

Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß das magnetische Aufzeichnungsmedium unter Verwendung des Schleifpulvers, das mit der 1 Isocyanatgruppe aufweisenden Verbindung oberflächenbehandelt worden war, hinsichtlich des Abriebverlustes des Magnetkopfes besser ist als die magnetischen Aufzeichnungsmedien unter Verwendung der nichtbehandelten Oxidpulver, daß es jedoch hinsichtlich der Verunreinigung des Magnetkopfes schlechter ist. Im Gegensatz dazu bewirkten die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien, in denen die Schleifpulver mit der 3 Isocyanatgruppen in einem Molekül aufweisenden Isocyanatverbindung behandelten Schleifpulver eingesetzt wurden, kaum eine Verunreinigung des Magnetkopfes, was gute Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika ergibt. Darüber hinaus war der Abriebverlust des Kopfes nicht so hoch.

Bei der Beobachtung der Oberflächen der magnetischen Aufzeichnungsmedien der jeweiligen Beispiele wurde gefunden, daß bei den erfindungsgemäßen Medien die Schleifpulver eine sehr viel bessere Dispergierfähigkeit als Folge der Oberflächenbehandlung mit der spezifischen Isocyanatverbindung zeigten. Daher besaßen die erfindungsgemäßen Medien eine ausgezeichnete Glätte der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht. Hieraus wird erwartet, daß die Verunreinigung eines Magnetkopfes reduziert wird, da die Schicht nur ein reduziertes Ausmaß der Verschlechterung der elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften ergibt.

Die Beziehung zwischen der Menge jedes Zusatzes und des Abriebverlustes des Magnetkopfes ist in der Figur dargestellt. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien bessere Ergebnisse als die Vergleichsmedien zeigten. Wegen der Neigung des Abriebverlustes sollte die Menge an oberflächenbehandeltem Schleifpulver nicht größer als 20 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des Magnetpulvers sein.

Beispiel 3

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei die Isocyanatverbindungen der zuvor angegebenen Formeln (2) bis (5) anstelle der in den Beispielen 1 und 2 verwendeten Verbindung der Formel (1) eingesetzt wurden. Es wurden Magnetbänder hergestellt.

Diese Bänder wurden den zuvor beschriebenen Tests mit vergleichbaren Ergebnissen wie in Beispiel 1 unterzogen.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend einen nichtmagnetischen Träger und eine auf diesem Träger ausgebildete, magnetische Aufzeichnungsschicht, wobei die magnetische Aufzeichnungsschicht aus einer Zusammensetzung gebildet ist, welche ein magnetisches Pulver und ein mit einer Isocyanatverbindung oberflächenbehandeltes Schleifpulver mit einer Durchschnittsgröße von 0,2 bis 1 µm in Form von nichtmagnetischen Oxiden, dispergiert in einem Harzbindemittel, umfaßt, wobei das Schleifpulver in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile des magnetischen Pulvers angewandt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifpulver mit einer Isocyanatverbindung, welche wenigstens 2 Isocyanatgruppen in 1 Molekül hiervon besitzt, in einer Menge von 3 bis 20 Gew.-%, bezogen auf trockenes Schleifpulver, oberflächenbehandelt ist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxidpulver Chromoxidpulver ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isocyanatverbindung aus der Gruppe von Verbindungen der folgenden Formeln (1) bis (5) ausgewählt worden ist:

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isocyanatverbindung eine Verbindung der folgenden Formeln ist: