DD281045A1 - Magnetische signalspeicher - Google Patents
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Abstract
Es werden magnetische Signalspeicher, bestehend aus einem nichtmagnetischen Traegermaterial und einer darauf befindlichen magnetisch aktiven Schicht, die im wesentlichen aus einem ferromagnetischen Pigment und einem polymeren Bindemittelgemisch besteht, derart geschaffen, dass das Bindemittelgemisch zusammengesetzt ist ausA 60-30 Gewichtsprozent eines in einem fluechtigen organischen Loesungsmittel geloesten, amorphen Loesungspolyurethans mit einer dynamischen Glasuebergangstemperatur von 15 bis 25C undB5-14 Gewichtsprozent eines in einem fluechtigen organischen Loesungsmittel geloesten feuchtigkeitshaertenden 1-Komponenten-Polyurethanpraepolymers mit einem Gehalt an endstaendigen Isocyanatgruppen von 1,5-6,5%, bevorzugt 3-5%, undC30-60 Gewichtsprozent eines in einem fluechtigen organischen Loesungsmittel loeslichen Vinylformal-Vinylacetat-Vinylalkohol-Mischpolymerisates mit einer dynamischen Glasuebergangstemperatur von 80-100C.
Description
Die Erfindung betrifft magnetische Signalspeicher für die Speicherung von Ton- und Videosignalen sowie von Daten in digitaler und analoger Form, bestehend aus einem nichtmagnetischen Trägermaterial und einer darauf befindlichen, magnetisierbaren Schicht, in der feinstverteilte magnetische Pigmente in zumeist auf spezielle Anwendungsfälle abgestimmten Polymerkombinationen als organischer Bindemittelmatrix eingebettet sind.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Magnetische Aufzeichnungsschichten, welche extremen mechanische, thermischen und klimatischen Belastungen ausgesetzt sind, worden bekannterweise aus Dispersionen feinstverteiltor Magnetpigmente auf der Basis von Polyurethanen als polymeren Bindemittel hergestellt.
Bevorzugte Bindemittel führen zu Aufzeichnungsschichten, die sich durch hohe Flexibilität und Elastizität, eine gute thermische und klimatische Beständigkeit sowie eine hohe Oberflächenhärte auszeichnen.
Bekannt ist die Verwendung von elastomeren Polyurethanen als Bindemittel für Magnetschichten. Entsprechende Systeme werden z. B. in DE-OS 1106959, US PS 2899411, DD PS 234515, DE OS 2753694 beschrieben. Diese Polyurethane haben sich jedoch als alleiniges Bindemittel für Magnetschichten nicht einführen können, da sie zu Magnetschichten führen, die die an sie üblicherweise gestellten Anforderungen nur in ganz speziellen Anwendungsfällen hinreichend erfüllen.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Abmischung von Polyurethanen mit höhermolekularen Epoxidharzen bzw. Phenoxyharzen (DE OS 1269661).
Andere vorgeschlagene Bindemittelkombinationen sind z. B. Modifizierungen von Polyurethanen mit Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymerisaten entsprechend DE OS 2037605 oder mit Polycarbonaten nach DE OS 2114611 sowie mit Polyvinylformalen bzw. Vinylchlorid-Copolymerisaten entsprechend DE OS 3341698.
In den letztgenannten Bindemittelsystemen nimmt das Polyurethan die Funktion der weichen Bindemittelkomponente ein. In der DE OS 2352983 sind darüber hinaus zahlreiche Versuche unternommen worden, Polyurethan-Bindemittelsysteme zu entwickeln, in denen vorteilhaft als zweite, harte Komponente ebenfalls Polyurethane zum Einsatz kommen.
Üblicherweise werden die o.g. Bindemittelsysteme-sowohl Polyurethan-Polymer-als auch Polyurethan-Polyurethan-Kombinationen - mit bis zu 20Gew.-% Polyisocyanat, bezogen auf das polymere Bindemittelgemisch, chemisch vernetzt, um eine erhöhte Abriebfestigkeit und Klimastabilität zu erreichen.
Den gebrauchswarterhöhenden Effekten der Polyisocyanatvernetzung stehen allerdings auch einige negative Aspekte gegenüber. So muß das Polyisocyanat üblicherweise unmittelbar vor dem Beschichtungsprozeß und abgestimmt auf den jeweiligen Pigmentierungsgrad der Dispersion mit hoher Genauigkeit zudosiert werfen. Der Grund dafür liegt in der unmittelbar nach Zugabe beginnenden Isocyanatumsetzung, die in Abhängikeit von den eingesetzten Suspensionsbestandteilen und dem Härtetyp nach einem bestimmten Zeitraum zu einer starken Viskositätserhöhung, im Extremfall zum Gelieren und somit zur Nichtverarbeitbarkeit der Suspension führt (Topfzeit).
Die vergleichsweise hohe Reaktivität der gebräuchlichen Isocyanatverbindungen (Isocyanatgehalte von 9-15Gew.-%) mit anderen Suspensionsbestandteilen als dem Bindemittel ermöglicht zudem die Bildung niedermolekularer Reaktionsprodukte, welche unter dem Einfluß extremer Einsatzbedingungen an die Magnetbandoberfläche migrieren und dort ein negatives Laufverhaiten des Finalproduktes bewirken können. Darüber hainaus können diese Rezepturbestandteile ihrer Funktion in der Magnetschicht dann nicht mehr gerecht werden. Weiterhin besteht eine gegebene Reaktionswahrscheinlichkeit der Isocyanatkomponente mit dem System immanentes Wasser zu unerwünschten niedermolekularen Harnstoffverbindungen. Ferner befinden sich in den üblicherweise eingesetzten Systemen bis zu einem bestimmten Zeitpunkt nach der Beschichtung Isocyanat-Restmengen in der magnetisch aktiven Schicht, die vor den nachfolgenden Prozeßstufen der Aufarbeitung und Konfektionierung durch eine spezielle Wärmebehandlung umgesetzt werden müssen.
Ziel der Erfindung ist es, für magnetische Aufzeichnungsträger, die ein feinverteiltes, feinteilige3 magnetisches Pigment mit einem hohen Pigmentierungsgrad in der magnetisch aktiven Schicht enthalten, spezielle, auf Polyurethan als Hauptkompononte basierende, Bindemittelsysteme zu finden, die gegenüber bekannten vergleichbaren magnetischen Aufzeichnungsträgern mindestens eine gleichwertige Abriebbeständigkeit, sehr gute mechanische und thermische Beständigkeit der magnetisch aktiven Schicht im Dauerbetrieb sowie die mit einer chemischen Vernetzung verbundenen zusätzlichen positiven Eigenschaften des Finalproduktes wie Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln und extremen klimatischen Belastungen bei gleichzeitig hoher Topfzeit der Suspension aufweisen und weiterhin in kostengünstigen, technologisch leicht zu verarbeitenden Lösungsmitteln wie 1,2-Dichlorethan oder Gemischen aus 1,2-Dichlorethan mit Cyclohexanon löslich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche polymeren Bindemittelsysteme zu finden, die gegenüber bekannten, vergleichbaren magnetischen Aufzeichnungsträgern mindestens eine gleichwertige Abriebbeständigkeit, sehr gute mechanische und thermische Beständigkeit der magnetisch aktiven Schicht im Dauerbetrieb sowie die mit einer chemischen Vernetzung verbundenen zusätzlichen positiven Eigenschaften des Finalproduktes, wie Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln und extremen klimatischen Belastungen bei gleichzeitig hoher Topfzeit der Suspension aufweisen und weiterhin in kostengünstigen, technologisch leicht zu verarbeitenden Lösungsmitteln wie 1,2-Dichlorethan oder Gemischen aus 1,2-Dichlorethan mit Cycloh3xanon löslich sind.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß magnetische Signalspeicher, basierend auf einem nichtmagnetischen Trägermaterial und einer darauf aufgebrachten magnetisch aktiven Schicht, welche im wesentlichen aus einer fein dispergiertes, feinteiliges magnetisches Pigment enthaltenden Bindemittelkombination auf Polyurethanbasis besteht, solche verbesserten Eigenschaften aufweisen, wenn die Bindemittelkombination erfindungsgemäß aus 60-30Gew.-% eines in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gelösten, amorphen Lösungspolyurethans mit einer dynamischen Glasübergangstemperatur von -150C bis -250C 5-14Gew.-% eines in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gelösten feuchtigkeitshärtenden 1-Komponenten-Polyurethanpräpolymeres mit einem Gehalt an endständigen Isocyanatgruppen von 1,5-6,5%, und 30-60Gew.-% einos in einem flüchtigen orgaischen Lösungsmittel löslichen Vinylformal-Vinylacetat-Vinylalkohol-Mischpolymerisates mit einer dynamischen Glasübergangstemperatur von 80-100 0C be steht, wobei das amorphe Lösungspolyurethan eine dynamische Glasübergangstemperatur von -150C bis -250C, einem komplexen dynamischen Elastizitätsmodul bei Raumtemperatur von 0,09 · 10* bis 0,1.102MPa und einer Mikrohärte nach Vickers von 0,5-1,5MPa und der feuchtigkeitshärtende 1-Komponenten-Polyurethanpräpolymer einen Gehalt an endständigen Isocyanatgruppen von 3-5% als weiche Bindemittelkomponente und das Vinylformal-Vinylacetat-Vinylalkohol-Mischpolymerisat eine Reißspannung von 50-70MPa (nach TGL 25267), eine Reißdehnung von 2-4% (nach TGL 25267) einen komplexen danamischen Elastizitätsmodul bei Raumtemperatur von 20 · 102 bis 30 · 101MPa sowie einer Vickershärte von 100-130MPa als harte Komponente aufweisen.
Die Messung des komplexen dynamischen Elastizitätsmoduls erfolgte mit dem Viskoelastometer Rheovibron DDV Il C der Firma Toyo Baldwin bei einer Belasttmgsfrequenz von 110Hz.
Die erfindungsgemäße Polyurethanbindemittelkomponente A gemäß Anspruch 1 wird in an sich bekannter Weise nach dem Lösungspolymerisationsverfehren hergestellt. Zur Herstellung des gelösten amorphen Polyesterpolyurethans werden lineare Ethylenglykoladipinate, welche endständige Hydroxylgruppen am weisen, mit aromatischen Diisocyanaten und einem aliphatischen Diol mit 2-8C-Atomen als Kettenverlängorer umgesetzt
Ein beispielsweise geeignetes amorphes Polyesterpolyurethan hatte folgende Eigenschaften:
dynamische Gasübergangstemperatur: -240C
komplexer dynamischer E-Modul: 0,09- 102MPa
Die Herstellung des feuchtigkeitshSrtenden 1-Komponenten-Polyurethanpräpolymers B gemäß Anspruch 1 erfolgt durch Reaktion eines aus Adipinsäure, Dimethylolpropan und einem verzweigtkettigen aliphatischen Diol mit 3-7 C-Atomen hergestellten Polyesteralkohols (Molekulargewicht 700-800) mit einem cycloaliphatischen oder aromatischen Diisocyanat unter Zusatz eines Katalysators. Für ein beispielsweise geeignetes derartiges Präpolymer wurde ein Isocyanatgehalt von 3,4% ermittelt.
Die harte Polyvinylformal-Bindemittelkomponente C gemäß Anspruch 1 enthält 5-7Gew.-% Vinylalkohol sowie 11-13Gew.-% Vinylacetat und wird durch gleichzeitige Hydrolyse und Acetalisierung von Polyvinylesters hergestellt. Ein beispielsweise geeignetes hartes Vinylformal-Vinylacetat-Vinylalkohol-Mischpolymerisat hatte folgende Eigenschaften:
Reißspannung: | 66,6MPa |
Reißdehnung: | 3% |
Mikrohärte (Vickers): | 119MPa |
komplexer dynamischer | |
E-Modul: | 29,0-102MPa |
nachfolgende Verarbeitung der erfindungsgemäßen Bindemittelkombination erfolgt in gelöster Form unter Verwendung vonferro- und ferrimagnetischen Pigmenten und geeigneten Zusatzstoffen zu magnetischen Signalspeichern in bekannter Weise.
oder Eisenlegierungspulver. Die Teilchengröße beträgt 0,1-1 pm.
magnetische Dispersion filtriert und mittels eines geeingeten Antragsverfahrens auf ein unmagnetisierbares Trägermaterialaufgetragen. Geeignete Trflgermaterialien sind u.a. Folien aus Polyethylenterephthalat, Polyimid, Polyvinylchlorid oder
383 K getrocknet und durch eine Kalandriereinrichtung /wischen geheizten und polierten Stahlwalzen verdichtet und geglättet.
erfindungsgemäß beschriebene Bindemittelkombination zeichnet sich gegenüber bekannten, mit Polyisocyanat chemischreaktiv vernetzten Schichtzusammensetzungen durch eine Reihe von Vorteilen aus:
feuchtigkeitshärter.den 1-Komponenten-Polyurethanpräpolymers ausgehende physikalische Vernetzung über
bezüglich Abriebfestigkeit, Elastizität und Klimabeständigkeit dem mit Polyisocyanat chemisch reaktiv vernetzter Systemevergleichbar ist.
gesamten Dispergierprozeß im System enthalten ist, die in der Suspension üblicherweise vorhandenen Wasserspuren bindet.
unmagnetischen und oxidierend wirkenden Chromverbindungen unterdrückt. Überraschenderweise besteht in denerfindungsgemäßen Systemen dadurch keine Neigung zum Gelieren, wodurch wesentlich längere Standzeiten der
kostengünstigen Lösungsmitteln wie 1,2-Dichlorethan oder Gemischen aus 1,2-Dichlorethan und Cyclohexan sowie durch diemit einer chemischen Vernetzung verbundenen zusätzlichen positiven Eigenschaften des Finalproduktes wie Beständigkeitgegenüber Lösungsmitteln und extremen klimatischen Belastungen bei gleichzeitig erhöhter Topfzeit der Suspension aus.
100 Teilen nadeiförmigem Chromdioxid
3 Teilen eines sauren Alkylarylethoxyphosphates
0,85 Teilen eines Methylphenylpolysiloxans
0,10 Teilen eines Alkylstearates
21,04 Teilen der erfindungsgemäßen Bindemittelkombination bestehend aus
• 9,15 Teilen eines amorphen Lösungspolyurethans
• 2,74 Teilen eines feuchtigkeitshärtenden 1-Komponenten-Polyurethanpräpolymers
• 9,15 Teilen eines Vinylformal-Vinylacetat-Vinyl-alkohol-Mischpolymerisates 291 Teilen 1,2-Dichlorethan
wird in einer Rührwerkskugelmühle dispergiert und anschließend filtriert. Danach wird die Dispersion auf eine 11 pm starke Polyethylenterephthalat-Folie aufgetragen.
Nach dem Trocknen und Kalandrieren besitzt die magnetisch aktive Schicht eine Dicke von 4,5pm. Das Material wird auf eine Breite von 3,81 mm geschnitten.
wiedergegeben.
10kHz-Signals vor und nach 100 Echtdurchläufen auf einem Kassettentonbandgerät gemessen. Zulässig ist eine Pegeländerungvon ±1,4 dB.
Ausführungs | Vergleichs | |
beispiel 1 | beispiel 1 | |
Viskosität der Finaldispersion | ||
bei D, = 48,6 s"' zum Zeitpunkt t = 0 | ||
(mPa-s) | 743 | 789 |
Viskositätsänderung | ||
der Finaldispersion | ||
nach 12 h Standzeit | +9% | +98% |
Koerzitivkraft (kA/m) | 45,2 | 44,6 |
remanenter magnetischer Fluß (mT) | 87,3 | 85,7 |
Rechteckigkeit | 0,92 | 0,91 |
MOL(dB) | +4,4 | +4,0 |
SOL (dB) | -7,2 | -7,9 |
Bias/Noise(dB) | 57,3 | 57,0 |
Schnellkopiurtest | bestanden | bestanden |
Verkleben | bestanden | bestanden |
Abriebfestigkeit ohne | ||
Klimabelastung (dB) | -0,4 | -0.4 |
Abi iebfestigkeit nach Klimabelastung | ||
14 d, 35 0C, 92 % rel. Feuchte (dB) | -0.6 | -0,7 |
anwendungstechnischen Eigenschaften mindestens denen entspricht, die auf Basis von konventionell mit Isocyanat vernetzten
Claims (4)
- Patentansprüche:1. Magnetische Signalspeicher, bestehend aus einem nichtmagnetischen Trägermaterial und einer darauf befindlichen magnetische aktiven Schicht, die im wesentlichen aus einem ferromagnetischen Pigment und einem polymeren Bindemittelgemisch besteht, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittelgemisch ausA 60-30Gew.-% eines in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gelösten, amorphenLösungspolyurethans mit einer dynamischen Glasübergangstemperatur von -15 bis -250C und B 5-15Gew.-% eines in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gelösten feuchtigkeitshärtenden 1-Komponenten-Polyurethanpräpolymers mit einem Gehaltanendständigen Isocyanatgruppen von 1,5-6,5%, bevorzugt 3-5% und C 30-60Gew.-% eines in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel löslichen Vinylformal-Vinylacetat-Vinylalkohol-Mischpolymerisates mit einer dynamischen Glasübergangstemperatur von 80-100% besteht.
- 2. Magnetische Signalspeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß- das amorphe Lösungspolyurethan A gemäß Anspruch 1 ein Polyesterpolyurethan-Elastomers ist, welches nach dem Lösungspolymerisationsverfahren durch Reaktion eines linearen Ethylenglykoladipinates mit einem Isomerengemisch von Toluylendiisocyanat -2,4/2,6 und Kettenverlängerung m't einem aliphatischen Dial mit 2-8 C-Atomen synthetisiert wird und- das feuchtigkeitshärtetidei-Komponenten-Polyurethanpräpolymer B gemäß Anspruch 1 durch Reaktion eines aus Adipinsäure, Trimethylolpropan und einem verzweigtkottigen aliphatischen Diol mit 3-7C-Atomen hergestellten Polyesteralkohols (Molekulargewicht 700-800) mit einem cycloaliphatischen oder aromatischen Diisocyanat unter Einsatz eines Katalysators synthetisiert wird und- das Mischpolymerisat C gemäß Anspruch 1 5-7 Gew.-% Vinylalkohol und 11-13Gew.-% Vinylacetat enthält und durch gleichzeitige Hydrolyse und Acetalisierung von Polyvinylestern hergestellt v/ird.
- 3. Magnetische Signalspeicher nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die im Bindemittelgemisch enthaltenen Komponenten A, B und C in 1,2-Dichlorethan und Lösungsmittelgemischen aus 1,2-Dichlorethan und Cyclohexanon löslich sind.
- 4. Magnetische Signalspeicher nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der in Komponente B synthesebedingt enthaltene Katalysator, welcher z.B. eine Organo-Zinn-Verbindung ist, im System verbleibt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD32720589A DD281045A1 (de) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Magnetische signalspeicher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD32720589A DD281045A1 (de) | 1989-04-03 | 1989-04-03 | Magnetische signalspeicher |
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DD281045A1 true DD281045A1 (de) | 1990-07-25 |
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ID=5608164
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DD (1) | DD281045A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0486820A2 (de) * | 1990-11-01 | 1992-05-27 | BASF Magnetics GmbH | Magnetischer Aufzeichnungsträger |
-
1989
- 1989-04-03 DD DD32720589A patent/DD281045A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0486820A2 (de) * | 1990-11-01 | 1992-05-27 | BASF Magnetics GmbH | Magnetischer Aufzeichnungsträger |
EP0486820A3 (de) * | 1990-11-01 | 1992-06-03 | BASF Magnetics GmbH | Magnetischer Aufzeichnungsträger |
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