DE3130146C2

DE3130146C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3130146C2
Application number: DE3130146A
Authority: DE
Inventors: Kuniichi Yoda; Takehisa Ohkawa; Hitoshi Azegami
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1980-07-31
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2001-07-31
Also published as: JPS5730121A; US4352859A; DE3130146A1

Description

Die Erfindung betrifft den Gegenstand der Patentansprüche.

Magnetische Aufzeichnungsmedien, insbesondere Magnetbänder oder Magnetkarten, werden gewöhnlich hergestellt durch Ausbildung einer magnetischen Beschichtung auf einem Substrat, z. B. aus einer Folie von Polyvinylchlorid, Polyester oder Polycarbonat. Hierbei wird das magnetische Pulver, z. B. γ-Fe₂O₃, mit einem Bindemittel in das Substrat gebunden. Es wurden verschiedenste magnetische Aufzeichnungsmedien vorgeschlagen, wobei verschiedene Bindemittelsysteme zur Anwendung kommen.

Gemäß DE-AS 21 06 030 wird ein Bindemittelsystem auf Basis von Polyurethanen und Vinylpolymerisaten verwendet, wobei ein Hydroxylgruppen-haltiges Polymerisat von Vinylalkohol, Vinylacetat und Vinylformal als Ersatz für ein herkömmlicherweise verwendetes Vinylchlorid-Typ Copolymerisat vorgeschlagen wird.

Aus der DE-AS 21 00 037 sind Bindemittelsysteme auf der Basis von niedermolekularen Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure bekannt, die durch ionisierende Bestrahlung gehärtet werden können.

In jüngster Zeit werden die Anwendungsgebiete derartiger magnetischer Aufzeichnungsmedien ständig erweitert. Aufgrund dieser neuen Anwendungsarten werden erhöhte Aufzeichnungsdichten gefordert sowie verbesserte elektromagnetische Umwandlungseigenschaften. Es wurden bisher als Bindemittel verschiedene Copolymere vom Vinylchlorid-Typ verwendet. Diese Copolymeren haben einen Polymerisationsgrad von etwa 350 bis 450. Bei Magnetpulvermassen mit einem solchen Copolymeren liegt der Gehalt des Bindemittels für optimale Beschichtbarkeit im Bereich von etwa 7,0 bis 12%. Daher liegt der Gehalt des Lösungsmittels in der Magnetpulvermasse, welche das Magnetpulver enthält, im Bereich von etwa 59,5 bis 72,7%. Ein solch hoher Gehalt des Lösungsmittels in der Magnetpulvermasse ist nachteilig hinsichtlich der Verbesserung der Oberflächeneigenschaften sowie der maximalen magnetischen Restflußdichte des magnetischen Aufzeichnungsmediums.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit ausgezeichneten Oberflächeneigenschaften und ausgezeichneter maximaler magnetischer Restflußdichte zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem Substrat und einer magnetischen Beschichtung aus einem Magnetpulver und einem Bindemittel, wobei das Bindemittel ein Urethanharz oder einen Polyester umfaßt, sowie ein Copolymeres vom Vinylchlorid-Typ und dadurch gekennzeichnet ist, daß das Copolymere vom Vinylchlorid-Typ ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres, ein Vinylchlorid- Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymeres oder ein Vinylchlorid- Vinylidenchlorid-Copolymeres ist, wobei das Copolymere vom Vinylchlorid-Typ einen Polymerisationsgrad von bis zu 300 aufweist und in dem Bindemittel in einer Menge von 20 bis 90 Gew.-% enthalten ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Fig. 1 und 2 zeigen graphische Darstellungen der Abhängigkeit des Glanzes und der maximalen magnetischen Restflußdichte vom Polymerisationsgrad des Copolymeren vom Vinylchlorid-Typ.

Es wurden Untersuchungen angestellt mit dem Ziel der Verringerung des Gehaltes des Lösungsmittels in einer Magnetpulvermasse mit einem Copolymeren vom Vinylchlorid-Typ als Bindemittel unter Aufrechterhaltung optimaler Auftragbarkeit. Es wurde festgestellt, daß bei Verwendung eines Copolymeren vom Vinylchlorid-Typ mit einem Polymerisationsgrad von bis zu 300 der Gehalt an dem Lösungsmittel in der Magnetpulvermasse verringert werden kann, wodurch die Oberflächeneigenschaften und die maximale magnetische Restflußdichte des erhaltenen magnetischen Aufzeichnungsmediums verbessert werden. Diese Effekte nehmen mit Verringerung des Polymerisationsgrades zu. Im Hinblick auf die Laufeigenschaften und die Temperatur-Feuchtigkeits-Charakteristika liegt die untere Grenze des Polymerisationsgrades bei 200. Es wurde ferner festgestellt, daß bei Verwendung eines Copolymeren vom Vinylchlorid-Typ mit funktionellen Gruppen und bei einem Polymerisationsgrad von bis zu 200 eine Vernetzung mit einem Polyisocyanat herbeigeführt werden kann, wodurch die Oberflächeneigenschaften und die maximale magnetische Restflußdichte noch weiter verbessert werden können, ohne daß hiermit eine Verschlechterung der Laufeigenschaften einhergeht.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das magnetische Aufzeichnungsmedium hergestellt, indem man eine magnetische Beschichtung auf ein Substrat aufbringt, wobei das magnetische Pulver mit einem Bindemittel gebunden wird. Das Bindemittel umfaßt ein Urethanharz, z. B. ein Urethan- Elastomeres oder -Präpolymeres, sowie ein Copolymeres vom Vinylchorid-Typ, wie ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinyl alkohol-Copolymeres, ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Malein säure-Copolymeres, ein Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Co polymeres mit einem Polymerisationsgrad von bis zu 300. Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein magnetisches Auf zeichnungsmedium erhalten durch Beschichtung eines Sub strats mit einer magnetischen Schicht, wobei das Magnet pulver mit einem Bindemittel gebunden wird, welches ein Urethanharz umfaßt sowie das Copolymere vom Vinylchlorid- Typ, und zwar zusammen mit einem Polyisocyanat.

Erfindungsgemäß wird ein Copolymeres vom Vinylchlorid-Typ mit einem Polymerisationsgrad von bis zu 300 verwendet. Wenn der Polymerisationsgrad über 300 liegt, so ist der Oberflächenglanz der magnetischen Schicht unzureichend und die maximale magnetische Restflußdichte ist ungenügend. Andererseits kommt es zu einer Verbesserung des Oberflä chenglanzes und der maximalen magnetischen Restflußdichte bei einer Verringerung des Polymerisationsgrads unter 300. Somit kann der maximale Ausgangspegel verbessert werden. Wenn andererseits der Polymerisationsgrad unter 200 gesenkt wird, so kommt es zu einer Beeinträchtigung der Laufeigen schaften und der Temperatur-Feuchtigkeits-Charakteristika und somit der Zuverlässigkeit des Aufzeichnungsmediums. In diesem Falle können jedoch die Zuverlässigkeitscharakteri stika verbessert werden, wenn man eine Vernetzung mit ei nem Polyisocyanat vornimmt. Hierdurch kann der Polymerisa tionsgrad wieder erhöht werden.

Die Menge des Copolymeren vom Vinylchlorid-Typ mit einem Polymerisationsgrad von bis zu 300 liegt im Bereich von 20 bis 90 Gew.-% und vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtkomponenten des Bindemittels.

Das Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymere umfaßt vorzugsweise 20 bis 95 Gew.-% der Vinylchlorid-Komponente und 80 bis 5 Gew.-% der Vinylacetat-Komponente und der Vinyl alkohol-Komponente. Das Verhältnis der Vinylacetat-Komponen te zur Vinylalkohol-Komponente kann 5 : 95 bis 95 : 5 und vor zugsweise 10 : 90 bis 90 : 10 (Gewicht) betragen.

Das Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymere umfaßt vorzugsweise 20 bis 95 Gew.-% der Vinylchlorid-Komponente, 80 bis 5 Gew.-% der Vinylacetat-Komponente und 1,5 bis 5 Gew.-% der Maleinsäure-Komponente.

Das Copolymere vom Vinylchlorid-Typ wird mit einem Urethan harz kombiniert. Es kommen Urethan-Elastomere mit hohem Molekulargewicht und ohne freie Isocyanatgruppen in Frage sowie Urethan-Präpolymere mit niederem Molekulargewicht und freien Isocyanatgruppen. Erfindungsgemäß kann handels übliches Urethanharz eingesetzt werden. Typische, handels übliche Urethanharze sind Nippolan 2304, Nippolan 3022, Nippolan 5032, Nippolan 5033 und Paraplen 22S; Esten 5732, Esten 5703, Esten 5711, Esten 5712 und Esten 5715 sowie Crisbon 4216, Crisbon 4407 und Crisbon 7209. Typische, handelsübliche Urethan-Präpoly mere sind Colonate 4080, Colonate 4090 und Colonate 4095 und Takenate L-1007 und Takenate L-1006.

Wenn erfindungsgemäß ein Polyisocyanat dem Bindemittel ein verleibt wird, so erhält man ein wärmehärtbares Bindemittel, das vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% und insbesondere 10 bis 25 Gew.-% Polyisocyanat, bezogen auf die Gesamtmenge der Harze, enthält. Mit diesem Vernetzungsmittel wird eine Ver netzung herbeigeführt. Typische, handelsübliche Polyiso cyanate sind Colonate L, Colonate HL und Colonate 2036.

Einzelheiten der Magnetpulver, der Additive und der Substrate sind in zahlreichen Patenten und Patentanmeldungen der Anmelderin beschrieben. Deren Erläuterung wird daher nicht wiederholt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.

Beispiel 1
Magnetpulver (γ-Fe₂O₃)
120 bis 200 g
Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymeres (Gehalt der Maleinsäure-Komponente = 2%; Polymerisationsgrad von 450, 400, 300, 280, 240, 200, 150)	24 bis 36 g
Urethanharz (Urethan-Elastomeres oder -Präpolymeres)	4 bis 16 g
Dispersionsmittel	1,2 bis 7 g
Additiv	0,4 bis 4 g

Beispiel 2
Magnetpulver (γ-Fe₂O₃)
120 bis 200 g
Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymeres (Gehalt an Maleinsäure-Komponente = 2%; Polymerisationsgrad von 450, 400, 300, 280, 240, 200, 150)	24 bis 36 g
Urethanharz (Urethan-Präpolymeres oder -Elastomeres)	4 bis 16 g
Polyisocyanat	4 bis 10 g
Dispersionsmittel	1,2 bis 7 g
Additiv	0,4 bis 4 g

Beispiel 3
Magnetpulver (γ-Fe₂O₃)
120 bis 200 g
Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres (Gehalt an Vinylalkohol-Komponente = 11,5%; Polymerisationsgrad von 450, 400, 300, 280, 240, 200, 150)	12 bis 48 g
Urethan-Präpolymeres	28 bis 12 g
Dispersionsmittel	0 bis 7 g
Additiv	0 bis 2 g

Beispiel 4
Magnetpulver (γ-Fe₂O₃ mit adsorbiertem Co)
120 bis 200 g
Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymeres (Gehalt an Maleinsäure-Komponente = 2%; Polymerisationsgrad von 450, 400, 300, 280, 240, 200, 150)	12 bis 28 g
Polyester	12 bis 28 g
Polyisocyanat	4 bis 7 g
Dispersionsmittel	0 bis 7 g
Additiv	0 bis 2 g

Es wird jeweils eine Magnetpulvermasse aus diesen Komponenten hergestellt und mit diesen Massen wird ein Substrat beschichtet. Man erhält dabei magnetische Aufzeichnungsmedien. Die Charakteristika der Proben des Beispiels 1 sind in Fig. 1 dargestellt. Die ausgezogene Linie zeigt den Oberflächenglanz und die gestrichelte Linie zeigt die maximale magnetische Restflußdichte. Man erkennt aus Fig. 1, daß der Oberflächenglanz der magnetischen Beschichtung und die maximale magnetische Restflußdichte mit einer Verringerung des Polymerisationsgrades verbessert werden.

Fig. 2 zeigt die Relation zwischen den maximalen Ausgangspegeln und dem Polymerisationsgrad des Vinylchlorid-Vinylacetat- Vinylalkohol-Copolymeren. Der maximale Ausgangspegel wird durch Verwendung des Copolymeren mit einem Polymerisationsgrad von weniger als 300 verbessert.

Bei Beispiel 2 wird der Magnetpulvermasse ein Polyisocyanat einverleibt. Die Zuverlässigkeitscharakteristika, z. B. die Laufeigenschaften, sind an sich bei Verwendung eines Copolymeren mit einem Polymerisationsgrad von weniger als 200 verschlechtert. Durch Vernetzung mit dem Polyisocyanat kommt es jedoch zu einer effektiven Erhöhung des Polymerisationsgrades und somit zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeitscharakteristika.

In den Beispielen wurde γ-Fe₂O₃ oder γ-Fe₂O₃ mit adsorbiertem Co als Magnetpulver eingesetzt. Man kann jedoch auch Fe₃O₄ oder Fe₃O₄ mit adsorbiertem Co verwenden.

Als Additive kann man herkömmliche Zusatzstoffe verwenden, z. B. Fettsäuren (Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure), Silikonöl (Dimethylsiloxan) und antistatische Mittel (Metallseifen und quaternäre Ammoniumsalze). Es kommen ferner herkömmliche Dispersionsmittel in Frage, wie Fettsäureester, Phosphorsäureester und höhere Alkohole.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem Substrat und einer magnetischen Beschichtung aus einem Magnetpulver und einem Bindemittel, wobei das Bindemittel ein Urethanharz oder einen Polyester umfaßt, sowie ein Copolymeres vom Vinylchlorid-Typ, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere vom Vinylchlorid- Typ ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres, ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymeres oder ein Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymeres ist, wobei das Copolymere vom Vinylchlorid-Typ einen Polymerisationsgrad von bis zu 300 aufweist und in dem Bindemittel in einer Menge von 20 bis 90 Gew.-% enthalten ist.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Urethanharz ein Urethan- Elastomeres ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Urethanharz ein Urethan- Präpolymeres ist.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zusätzlich ein Polyisocyanat enthält.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere vom Vinylchlorid-Typ ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymeres mit mindestens 20 Gew.-% Vinylchlorid-Komponente, 80 bis 5 Gew.-% Vinylacetat-Komponente und 1,5 bis 5,0 Gew.-% Maleinsäure- Komponente, wobei die Summe der 3 Komponenten jeweils 100 Gew.-% betragen muß und wobei das Copolymere einen Polymerisationsgrad von bis zu 300 aufweist.