DE3441981A1

DE3441981A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3441981A1
Application number: DE19843441981
Authority: DE
Inventors: Osamu Takatsuki Osaka Saito; Kenji Suita Osaka Sumiya; Fumio Ohtsu Shiga Togawa
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1983-11-17
Filing date: 1984-11-16
Publication date: 1985-05-30
Also published as: GB2150860A; JPS60109028A; GB8428960D0; KR920006634B1; DE3441981C2; KR850004146A; GB2150860B; US4536444A

Description

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium. Sie betrifft insbesondere ein mit einer Schutzschicht auf einer magnetischen Schicht versehenes magnetisches Aufzeichnungsmedium, die dem Aufzeichnungsmedium gute Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit verleiht.

Im allgemeinen wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium in der Weise hergestellt, daß eine magnetische Pulver-Masse, die ein magnetisches Pulver und ein Bin-

demittel umfaßt, auf die Oberfläche einer Substrat-Folie gestrichen wird oder daß die Oberfläche mit einem ferromagnetischen Metall oder einer Legierung desselben metallisiert wird, wodurch eine magnetische Schicht gebildet wird. Da die magnetische Schicht während der

Wiedergabe einer erheblichen Gleitbeanspruchung am Magnetkopf ausgesetzt ist, besteht die Gefahr, daß ihre Oberfläche erheblich verschlissen wird. Obwohl das magnetische Aufzeichnungsmedium des Typs mit der durch Metallisieren hergestellten ferromagnetischen dünnen

Schicht und das das metallische magnetische Pulver aufweisende magnetische Aufzeichnungsmedium hervorragende Eigenschaften im Hinblick auf die Aufzeichnung mit hoher Dichte aufweisen, besitzen ihre Oberflächen große Reibungskoeffizienten gegenüber dem Magnetkopf, so daß

die Gefahr besteht, daß sie beim Gebrauch leicht abgeschliffen oder beschädigt und weiterhin an der Luft allmählich oxydiert werden, woraus sich eine Minderung ihrer magnetischen Eigenschaften wie etwa der maximalen magnetischen Flußdichte ergibt.

Zur Verbesserung der Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit dieser magnetischen Aufzeichnungsmedien wird vorgeschlagen, auf der magnetischen Schicht eine ein fluorhaltiges Gleitmittel wie ein Tetrafluoroethylen-Telomer und Perfluoroalkylpolyether enthaltende Schutzschicht zu bilden. Da herkömmliche, Fluor enthaltende Gleitmittel schlechte Wechselwirkung mit der Oberfläche der magnetischen Schicht, insbesondere einer solchen, die ein metallisches magnetisches Material enthält, aufweisen, reißen sie oft beim gleitenden Kontakt mit dem Magnetkopf ab. Aus diesem Grunde ist es nach wie vor wünschenswert, die Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit magnetischer Aufzeichnungsmedien zu verbessern.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit verbesserter Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit verfügbar zu machen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium verfügbar zu machen, das auf einer magnetischen Schicht eine Schutzschicht aufweist, die nicht leicht abreißt, verbesserte Haltbarkeit zeigt und die Korrosion oder Oxidation der magnetischen Schicht verhütet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium aus einem Substrat, einer auf dem Substrat gebildeten und ein metallisches magnetisches Material als Aufzeichnungselement enthaltenden magnetischen Schicht und einer auf der magnetischen Schicht gebildeten und ein Perfluoroalkylpolyether-Derivat mit einer endständigen Phosphat-Gruppe enthaltenden Schutzschicht verfügbar gemacht.

3U1981 - β -

Spezielle Beispiele für das Perfluoroalkylpolyether-Derivat mit einer endständigen Phosphat-Gruppe sind solche der Formel

R O

F-(A)_n-B-(CX₂CXO)_1n-O-P-OH (I)

OH

in der

A eine Gruppe der Formel

-/"CF(CF₃)-CF₂O_7-,
-(CF₂CF₂O)- oder

-(CF₂O)- ist,

B eine Gruppe der Formel

- (CF₂COO)- oder

-_/~CF (CF₃)-C00_7- ist,

X Wasserstoff oder Fluor ist,

R Wasserstoff, Fluor, Methyl, Trifluoromethyl oder

Chloromethyl ist,
η eine ganze Zahl von 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40, ist und

m eine ganze Zahl von 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 30, ist.

Da das erfindungsgemäß verwendete Perfluoroalkylpolyether-Derivat eine endständige Phosphat-Gruppe besitzt, die eine gute Affinität zu der das hydrophile metallisehe magnetische Material als Aufzeichnungselement enthaltenden magnetischen Schicht aufweist, wird die Phosphat-Gruppe in starkem Maße zu der Oberfläche der magnetischen Schicht hin ausgerichtet und von dieser festgehalten. Infolgedessen wird die Haftung an der magnetischen Schicht verbessert und ein Abreißen der Schutzschicht in wirksamer Weise verhindert. Da in der

Schutzschicht die Perfluoroalkyl-Gruppe sich in der der magnetischen Schicht abgewandten Richtung orientiert, wirken sich ihr Gleitmitteleffekt und ihr wasser- und ölabweisendes Verhalten auf der Oberfläche der Schutzschicht aus. Dadurch ist das Perfluoroalkylpolyether-Derivat an der magnetischen Schicht fest gebunden und bildet auf dieser eine Schutzschicht mit gutem Gleitvermögen. Auf diese Weise wird die Schutzschicht beim Gebrauch durch den Magnetkopf nicht leicht abgeschliffen, und die Haltbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums werden in hohem Maße verbessert.

Außerdem glättet die das Perfluoroalkylpolyether-Derivat enthaltende Schutzschicht die Oberfläche des Auf-

zeichnungsmediums, was den Abstand zwischen Magnetkopf und Aufzeichnungsmedium gleichmäßig werden läßt und Signalausfall (drop out) und Abstandsverluste vermindert. Aufgrunddessen kommen die charakteristischen Eigenschaften eines Aufzeichnungsmediums für Aufzeich-

nungen mit hoher Dichte wirksam zur Geltung.

Das Perfluoroalkylpolyether-Derivat wird auf die magnetische Schicht durch Eintauchen des Substrats mit der magnetischen Schicht in eine Lösung des Perfluoroalkylpolyether-Derivats in einem geeigneten Lösungsmittel

wie Toluol, halogenierten Kohlenwasserstoffen (z.B. Freon (Warenzeichen)) und dergleichen oder durch Beschichten oder Sprühbeschichten der magnetischen Schicht mit der Lösung aufgebracht, und anschließend wird das beschichtete Substrat zur Entfernung des Lö-

sungsmittels getrocknet. Das Perfluoroalkylpolyether-Derivat kann allein oder in Form einer Mischung aus

zwei oder mehr Derivaten eingesetzt werden. Die Menge der Schutzschicht beträgt vorzugsweise 0,01 bis 30 mg/m², bevorzugt 0,1 bis 10 mg/m² und besonders bevorzugt 0,2 bis 5 mg/m². Wenn sie geringer als
0,01 mg/m² ist, wird die gewünschte Wirkung der Schutzschicht nicht erreicht. Wenn sie 30 mg/m² übersteigt, kann die Abgabeleistung nachlassen, und/oder Signalausfälle können stattfinden.

Die magnetische Schicht kann auf dem Substrat mittels
eines an sich bekannten Verfahrens gebildet werden, beispielsweise durch Beschichten des Substrats mit einer Mischung aus Metall-Pulver(z.B. Fe-Pulver, Co-Pulver, Fe-Ni-Pulver etc.), einem Bindemittel-Harz und einem geeigneten Lösungsmittel und anschließendes
Trocknen desselben oder durch Metallisieren, Ionenplattieren, Aufstäuben oder Plattieren des ferromagnetischen Materials (z.B. Co, Ni, Fe, Co-Ni, Co-Cr, Co-P, Co-Ni-P etc.).

Das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt alle üblichen Formen wie ein Magnetband, das als Substrat einen Film aus einem synthetischen Harz (z.B. einen Film aus Polyethylenterephthalat etc.) enthält, eine magnetische Scheibe mit einem Substrat in Scheibenform und eine Magnetwalze mit einem Substrat in Walzenform.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

- 9 Beispiel 1

Eine Polyethylenterephthalat-Folie von 12 μΐη Dicke wurde mit Cobalt mit Hilfe eines Metallisierungs-Geräts unter einem verminderten Druck von 6,67 χ 10 mbar
(5 χ 10~ mmHg) metallisiert, wodurch ein dünner ferromagnetischer metallischer Film von 0,2 μΐη Dicke gebildet wurde. Danach wurde sie in eine Lösung mit
0,5 Gew.-% eines fluorhaltigen Phosphats der Formel

CF- CF- CH₀Cl O

I ³ I ³ I ² Il

F-(CFCF₂O)2Q-CF-CO-(CH₂CHO)_1Q-O-P-OH

0 OH

(Phosmer FO, hergestellt von Uni Chemical Co., Ltd.) in Freon TF eingetaucht und getrocknet. Die Menge des aufgetragenen Phosphats betrug 0,8 mg/m². Die Folie wurde
zu Band zerschnitten, wodurch ein Magnetband gebildet wurde.

Beispiel 2

In gleicher Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Verwendung eines fluorhaltigen Phosphats der Formel
20

Il

F-(CF₀CF₀O)---CF₀-CO-(CF₀CF₀O),--0-P-OH
Z Z 3Ü Z_n Z Z IU ,

0 OH

als Fluoroalkylpolyether-Derivat wurde ein Magnetband
hergestellt. Die Menge des aufgetragenen Phosphats betrug 0,8 mg/m².

Beispiel 3

Die nachstehende Zusammensetzung wurde zur Herstellung eines magnetischen Überzugs 72 h in einer Kugelmühle dispergiert, und mit ihr wurde eine Polyethylenterephthalatfolie von 12 μπι Dicke beschichtet und dann getrocknet, wodurch eine magnetische Schicht von 6 μΐη Dicke gebildet wurde.

Zusammensetzung Gew.-Teile

Magnetisches Fe-Co-Pulver 80 Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-

Copolymer (VAGH, hergestellt von U.C.C.) 16 Urethan-Prepolymer (Takenate L-1007, hergestellt von Takeda Chemical Co., Ltd.) 4 Methylisobutylketon 61 Toluol 61

Die auf diese Weise hergestellte Folie mit der Magnetschicht wurde in die gleiche Lösung des fluorhaltigen Phosphats, die auch in Beispiel 1 verwendet wurde, eingetaucht, wodurch ein Magnetband hergestellt wurde. Die Menge des aufgetragenen Phosphats betrug 1,6 mg/m².

Beispiel 4

Die in Beispiel 3 hergestellte Polyesterfolie mit dem Magnetfilm wurde in die gleiche Lösung des fluorhaltigen Phosphats, die auch in Beispiel 2 verwendet wurde, eingetaucht, wodurch ein Magnetband hergestellt wurde. Die Menge des aufgetragenen Phosphats betrug 1,5 mg/m².

Vergleichsbeispiel 1

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Verwendung von Perfluoroalkylpolyether (Krytox (Warenzeichen) 143, hergestellt von Du Pont) an Stelle des
fluorhaltigen Phosphats, wurde ein Magnetband hergestellt. Die Menge des aufgetragenen Polyethers betrug 0,5 mg/m².

Vergleichsbeispiel 2

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter
Verwendung eines fluorhaltigen Gleitmittels der Formel

CF-. CF-,3 ,3

F-(CFCF₂O)3Q-CFCOOH

an Stelle des fluorhaltigen Phosphats, wurde ein Magnetband hergestellt. Die Menge des aufgetragenen Gleitmittels betrug 0,6 mg/m².

Vergleichsbeispiel 3

In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde eine Polyethylenterephthalat-Folie mit der gleichen magnetischen Schicht hergestellt, jedoch wurde auf der magnetischen Schicht keinerlei Schutzschicht gebildet.

Vergleichsbeispiel 4

In der gleichen Weise wie in Beispiel 3, jedoch unter Verwendung des gleichen Perfluoroalkylpolyethers, der in Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, an Stelle des
fluorhaltigen Phosphats, wurde ein Magnetband herge-

stellt. Die Menge des aufgetragenen Polyethers betrug 1,1 mg/m².

Vergleichsbeispiel 5

In der gleichen Weise wie in Beispiel 3, jedoch unter
Verwendung des gleichen Gleitmittels, das in Vergleichsbeispiel 2 verwendet wurde, an Stelle des fluorhaltigen Phosphats, wurde ein Magnetband hergestellt. Die Menge des aufgetragenen Polyethers betrug 1,3 mg/m².

Vergleichsbeispiel 6

In der gleichen Weise wie in Beispiel 3 wurde eine Polyethylenterephthalat-Folie mit der gleichen magnetischen Schicht hergestellt, jedoch wurde auf der magnetischen Schicht keinerlei Schutzschicht gebildet.

15. Reibungskoeffizient, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit jedes der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Magnetbänder wurden wie folgt getestet:

Reibungskoeffizient

Um einen zylindrischen Stift von 4 mm äußerem Durchmesser, der eine Oberflächenrauhigkeit von 0,2 s besaß, wurde das Magnetband mit einem Umhüllungswinkel von 150° geschlungen und unter einer Last von 21 g mit einer Geschwindigkeit von 1,4 cm/s vorwärtsbewegt. Der

gleiche Teil des Bandes wurde wiederholt unter den gleichen Bedingungen vorwärtsbewegt. Der Reibungskoeffizient der Band-Oberfläche wurde nach 1, 100 und 1000 Vorgängen gemessen.

Haltbarkeit;

Das Magnetband wurde unter einer Kopflast von 5 g mit einer Geschwindigkeit von 0,048 m/s laufen gelassen, und die Anzahl der Durchläufe wurde gezählt, bei der
die Abgabeleistung um 3 dB gegenüber der anfänglichen Abgabeleistung gesunken war.

Korrosionsbeständigkeit;

Das Magnetband wurde bei 60⁰C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90 % aufbewahrt. In vorher festgelegten Zeitabständen wurde die maximale magnetische Flußdichte des Aufzeichnungsbandes gemessen und mit derjenigen des Bandes vor Beginn der Aufbewahrung (entsprechend 100 %) verglichen.

Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

Tabelle

*	1	Reibungskoeffizient	nach	1000	Haltbar	Maximale magnetische	3 d	7 d	[%) nach	Fluß-
	2		100		keit (Zahl	dichte I			30 d
	3	1	Vorgängen	0,19	der Durch	98	94		1 a
	4		0,17	0,21	läufe)	98	93'	90
B	1	0,17	0,18	0,23	1 120	99	96	89	80
B	2	0,18	0,20	0,21	1 180	99	95	90	77
B	3	0,18	0,19	0,25	1 260	98	90	91	82
B	4	0,17	0,22	0,24	1 320	98	89	86	83.
V	5	0,20	0,21	0,93	980	90	81	84	73
V	6	0,20	0,86	0,26	1 030	98	89	73	71
V	0,62	0,23	0,25	90	98	89	87	52
V	0,20	0,22	0,96	1 020	95	88	85	74
V	0,19	0,83	1 050	81	74
V	0,51		250	72

* B = Beispiel; V = Vergleichsbeispiel

Claims

VONKREISLER SCHÖNWALD EISHOLD FUES 344198 VON KREISLER KELLER SELTING WERNER PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler 11973 Dr.-lng.ICW. Eishold 11981 Dr.-Ing. K. Schönwald Dr. J. F. Fues Hitachi Maxell, Ltd. DipL-Chem. Alek von Kreisler _ , _ Dipl.-Chem. Carola Keller Osaka, Japan Dipl.-Ing. G. Selling Dr. H-K. Werner DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF D-5000 KÖLN 1 14. November 1984 AvK/GF 1209 Patentansprüche

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium aus einem Substrat, einer auf dem Substrat gebildeten und ein metallisches magnetisches Material als Aufzeichnungselement enthaltenden magnetischen Schicht und einer auf der magnetischen Schicht gebildeten und ein Perfluoroalkylpolyether-Derivat mit einer endständigen Phosphat-Gruppe enthaltenden Schutzschicht.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Perfluoroalkylpolyether-Derivat mit einer endständigen Phosphat-Gruppe eine Verbindung der Formel

RO

F-(A)-B-(CX₉CXO) -0-P-OH (I)

η £ in a

OH

ist, in der

Telefon: (0221) 131041 · Tele» 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln

~" 2 —

A eine Gruppe der Formel

)-CF₂0_7-,
)- oder

-(CF₂O)- ist,

B eine Gruppe der Formel

-(CF₂COO)- oder

-/~CF (CF₃)-C00_7- ist,
X Wasserstoff oder Fluor ist,
R Wasserstoff, Fluor, Methyl, Trifluoromethyl oder Chloromethyl ist,

η eine ganze Zahl von 10 bis 50 ist und
m eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzutragende Menge des Perfluoroalkylpolyether-Derivats mit einer endständigen Phosphat-Gruppe 0,01 bis 30 mg/m² beträgt.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Band ist.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine Scheibe ist.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine Walze ist.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Polyethylenterephthalat hergestellt ist.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht metallisches magnetisches Pulver enthält.

- — 3 —

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische magnetische Pulver aus der aus Fe-Pulver, Co-Pulver und Fe-Ni-Pulver bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht einen ferromagnetisehen dünnen Film enthält.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material aus der aus Co, Ni, Fe, Co-Ni, Co-Cr, Co-P und Co-Ni-P bestehenden Gruppe ausgewählt ist.