DE2500546C3

DE2500546C3 - Verfahren zur Herstellung von flexiblen Schichtmagnetogrammträgern mit leitfähiger abriebfester Rückseitenbeschichtung

Info

Publication number: DE2500546C3
Application number: DE2500546A
Authority: DE
Inventors: Winfried 6702 Bad Duerkheim Gutermann; Hans-Joerg Dipl.- Ing. Dr. 6713 Freinsheim Hartmann; Wulf Dipl.-Ing. Dr. 6700 Ludwigshafen Muenzner; Hermann 6700 Ludwigshafen Roller; Manfred Dipl.-Ing. Dr. 6719 Neuleiningen Wollnik
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-01-08
Filing date: 1975-01-08
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE2500546A1; DE2500546B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung flexibler Schichtmagnetogrammträger aus einer flexi- γ, blen Kunststoffträgerbahn, die auf der einen Seite, gegebenenfalls über einer haftvermittelnden Zwischenschicht, eine Magnetschicht aus in einem Polymerbindemittel dispergierten magnetisierbaren Teilchen aufweist und die auf der anderen, der Magnetschicht abgewand- v> ten Seite über einer haftvermittelnden Zwischenschicht eine leitfähige, besonders abriebfeste, Ruß in einem Polymerbindemittel enthaltende Rückschicht trägt.

Schichtmagnetogrammträger der genannten Art sind an sich bekannt. So gehört es zum Stand der Technik, -,-, durch Aufbringen von Rückschichten mit Molybdänsulfid, abriebfester Mineralteilchen, Antistatika auf der Basis quartärer Ammoniumverbindungen, Graphit u. a. die Rückseite von Magnetogrammträger leitfähig und/oder gleitfähig auszubilden. Damit läßt sich wi beispielsweise ein ungleichmäßiges Aufwickeln, das Auftreten elektrostatischer Aufladungen, das Blockieren bei Endlosbändern in Kassetten mit nur einem Wickel oder die Beschädigung der Rückseite des Trägermaterials verhindern. <r>

Diese Schutzmaßnahmen galten bis jetzt vorwiegend den Tonaufzeichnungsbändern. Magnetbänder für die Anwendung als Bildaufzeichnungsb?.nder erfordern eine hohe Abriebfestigkeit, Bei Fernsehaufzeichnungsgeräten liegt die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Magnetkopf und dem im Kontakt befindlichen Magnetband im Bereich von über 20 m/sec Es wurden schon frühzeitig Maßnahmen eingeleitet, die Magnetschicht entsprechend zu gestalten, um die nötige Abriebfestigkeit z_r B, durch entsprechende Bindemittelkombinationen zu erzielen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch Beschädigungen der Rückseite des Fernsehaufzeichnungsbandes bei den hohen Geschwindigkeiten an den Führungselementen und durch den Kopfandruckmechanismus in nicht unbeträchtlichem Ausmaß Fehler bei Aufzeichnung und Wiedergabe verursacht werden.

Aufgabe der Erfindung war es daher, die Rückseite eines Magnetogrammträgers, insbesondere eines solchen für die Verwendung als Bildaufzeichnungsträger, derart auszubilden, daß die der Magnetschicht entgegengesetzte Seite gleichzeitig hoch abriebfest und leitfähig ist und eine genügende Rauhigkeit aufweist

Es wurde nun gefunden, daß man bei einem Verfahren zur Herstellung flexibler Schichtmagnetogrammträger aus einer flexiblen Kunststoffträgerbahn, die auf der einen Seite, gegebenenfalls über einer haftvermittelnden Zwischenschicht aus einem Vinylidenchlorid-Copolymerisat, eine Magnetschicht aus in einem Polymerbindemittel dispergierten magnetisierbaren Teilchen aufweist und die auf der anderen, der Magnetschicht abgewandten Seite über einer haftvermittelnden Zwischenschicht (Z) aus einem Vinylidenchlorid-Copolymerisat mit einem Anteil von mehr als 70% Vinylidenchlorid mit einer Ruß in einem Polymerbindemittel enthaltenden leitfähigen Rückenschicht (R) versehen wird durch Auftragen der flüssigen, leitfähigen Ruß enthaltenden Dispersion auf die Zwischenschicht der Rückseite und Verdampfen der Lösungsmittelanteile, man die gewünschten Vorteile dadurch erhält, daß zur Bildung der leitfähigen Rückschicht (R) eine flüssige Dispersion von 15 bis 30 Gewichtsprozent Ruß, 2 bis 8 Gewichtsprozent eines Mattierungsmittels, 1 bis 3 Gewichtsprozent üblicher Dipergier-, Gleit- und Verlaufmittel und 62 bis 83 Gewichtsprozent eines Bindemittelgemisches aus einem elastomeren, praktisch isocyanatgruppenfreien Polyesterurethan und einem Epoxyharz im Verhältnis 4 :1 sowie nichtflüchtigen Polyisocyanaten in einem Überschuß von 100 bis 400 Äquivalentprozent über die zur Vernetzung sämtlicher reaktiver Gruppen der Bindemittel in der Schicht (R) hinaus benötigten Menge an Isocyanatgruppen, wobei die Gewichtsprozente auf den Feststoffgehalt der Dispersion bezogen sind, auf eine Zwischenschicht (Z) aus dem Vinylidenchlorid-Copolymerisat, welche I bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt an Copolymerisat in der Schicht (Z), Di-n-octylzinn-bis-(2-äthylhexylthioglykolat) zugemischt enthält, aufgetragen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die zwei auf der Rückseite der Trägerfolie aufgebrachten Schichten aus der haftvermittelnden Schicht (Z) in einer Dicke von 0,2 bis 0,8 μιη, vorzugsweise 0,4 bis 0,6 μηι eines Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymerisats mit einem Gehalt von I bis 15, vorzugsweise 8 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffgehalt der Schicht, Di-n-octylzinn-bis-(2-äthylhexylthioglykolat) und darauf aufgebracht aus der leitfähigen Schicht (R) der Dicke von 0,7 bis 3,0 μπι, vorzugsweise 1,0 bis 2,0 μιη aus einem Gemisch von 15 bis 30, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent

hochlejtFShigem Ruß, 2 bis 8, vorzugsweise 4 bis 7 Gewichtsprozent eines Mattierungsmiuels, I bis 3, vorzugsweise 2 bis 4 Gewichtsprozent an sich bekannter Pispergier-, Gleit- und Verlaufmittel und 83 bis 62, vorzugsweise 80 bis 70 Gewichtsprozent des Bindemittel bildenden Gemisehs aus Polyesterorethan, Epoxyharz und Polyisocyanat, Die vorgenannten Prozentanteile beziehen sich jeweils auf den Feststoffgehalt der betreffenden Schicht.

Das Bindemittel für die haftvermittelnde Zwischenschicht (Z) ist ein Vinylidenchlorid-Copolymerisat unk einem Vinylidenchloridgehalt von mehr als 70%, vorteilhafterweise ein Copolymeres aus 81 bis 96 Gewichtsprozent Vinylidenchlorid und 19 bis 4 Gewichtsprozent Acrylnitril, das in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel, wie z. B. Tetrahydrofuran, Dioxan, Cyclohexanon, gelöst wird.

Als Bindemittel für die leitfähige Rückschicht, welche durch Vernetzung die erfindungsgemäß bezweckte hohe Abriebfestigkeit der Rückschicht ergeben, eignen sich handelsüblkbe Polyurethanelastomer-Binder, wie elastomere praktisch keine reaktiven Isocyanatgruppen enthaltende Polyesterurethane aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan sowie handelsübliche Phenoxyharze, hergestellt aus Bisphenol-A und Epichlorhydrin.

Insbesondere hat sich als vorteilhaft ein Gemisch aus einem Polyesterurethan, hergestellt aus Adipinsäure, 1,4-ButandioI und 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und einem Epoxyharz, hergestellt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, erwiesen, wobei sich vor allem ein Gemisch von 4 Gev.'ichtsteilen Polyesterurethan mit 1 Gewichtsteil Epoxyharz als zweckmäßig herausgestellt hat

Als nichtflüchtige Polyisocyanate eignen sich die Polyisocyanate, die durch Reaktion von flüchtigen Polyisocyanaten in solchem Mengenverhältnis mit einem Polyalkohol zur Reaktion gebracht sind, daß nach der Additionsreaktion noch mehr als eine Isocyatvatgruppe pro Molekül vorhanden sind. Geeignete nichtflüchtige Polyisocyanate sind z. B. in Houben-W e y I, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, Band XIV/2, G. Thieme Verlag, Stuttgart, 1963, Seiten 65 bis 70, beschrieben. Besonders günstig erwiesen haben sich hierbei die Triisocyanate aus 1 Mol 1,1,1-Trimethylol-propan und 3 Molen Toluylendiisocyanatoder4,4'-Diisocyanato-diphenylmethan.

Der als leitfähiges Pigment der Schicht zugegebene Ruß ist bevorzugt ein Spezial-Furnaceruß mit einer spezifischen Oberfläche zwischen 150 und 220 ²/g, einem Teilchendurchmesser von 15 bis 30μπι, einem pH-Wert von 7 bis 8 und einem unter vergleichbaren Rußsorten minimalen elektrischen Volumenwiderstand.

In an sich bekannter Weise enthält die Rückschicht (R) neben dem leitfähigen Ruß ein Mattierungsmittel. Damit wird auf einfache Weise die gewünschte OberfSächen-Rauhigkeit der Rückschicht erzielt. Beispiele dieser Zusätze sind mineralische natürliche Silikate, feinverteilte künstliche Weißpigmente, wie Titandioxid und künstliche amorphe Kieselsäure, wobei sich eine pyrogene Kieselsäure mit einer Oberfläche nach BET zwischen 100 und 200m^J/g als vorzüglich geeignet erwiesen hat.

Zur Herstellung der Dispersion aus den Pigmenten und dem organischen Bindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel werden kleine Mengen Dispergicr-, Gleit- und Verlaufmittel zugegeben oder aber vor der Herstellung der Schicht zugemischt. Beispiele dieser Zqsätze sind Metallseifen, wie Salze aus Fettsäuren oder isomerisierten Fettsäuren und Metallen der ersten bis vierten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, verzweigte oder geradkettige Carbonsäuren mit 16 ί bis 18 C-Atomen, amphotere Electrolyte, wie LecHhine, Fettsäureester sowie Siliconöle, Die Menge der Zusätze ist die an sich übliche und beträgt zweckmäßigerwejse 0,1 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des eingesetzten Pigments.

ι D Die Herstellung der flüssigen Beschieb tungsdisp»arsionen für die abriebfeste, leitfähige Rückschicht und der Beschichtungsvorgang kann nach bekannten Methoden erfolgen. Gleiches gilt für die Herstellung der Magnetschicht Die Rückbeschichtung wird mit Vorteil

Ii an einer Gießstation mit 2 Walzen ausgeführt Der Ifp.terguß wird mit einer gravierten Walze zuerst auf die Rückseite einer beispielsweise mit einer Magnetschicht für Videoaufzeichnungen versehenen Polyäthylenterephthalatfolie aufgebracht und nach kurzer, ausreichender Trockenstrecke mit einer leitfähigen Rückgußdispersion mit der zweiten Walze überschichtet Zur Verdampfung der Lösemittelanteile wird die auf diese Weise doppelt beschichtete Folie durch einen ausreichend langen Wärmekanal geführt

Die erfindungsgemäße Mitverwendung von Di-n-octylzinn-bis-(2-äthy!hexylthioglycolat) für die Zwischenschicht (Z) erlaubt durch die Vernetzung der in der Rückschicht enthaltenden Bindemittel mit den Polyisocyanaten die Herstellung besonders abriebfester Rück-

jo schichten (R). Überraschenderweise wird beim Überschichten der Zwischenschicht (Z) erfindungsgemäQ genügend Zinn-Verbindung in die Schicht aufgenommen, so daß die Vernetzungsreaktion bereits bei Zimmertemperatur erfolgt. Dies erweist sich besonders

}5 deshalb als vorteilhaft, weil dadurch alle die Nachteile vermieden werden können, die bei der gemeinsamen Verwendung von Reaktionsharz und Beschleuniger bei einem verfahrensgemäßen Schichtenauftrag sich ergeben, wie die Gefahr der vorzeitigen Vernetzung oder der späteren Temperaturbehandlung und einer damit verbundenen Verdehnung des gewickelten Aufzeichnungsmediums.

Bei dem zweistufigen Rückgußauftrag mit der erfindungsgemäß verwandten Katalysatormenge reicht

4> eine mehrtägige Lagerung bei Zimmertemperatur oder bereits eine geringfügige höhere Temperatur aus, um die Rückschicht (R) zu vernetzen. Dadurch ergibt sich die Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Rückschicht auf Videorecodern auch unterschiedlichster Funktionsweise.

Das folgende Beispiel stellt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Herstellung der Rückschicht dar. Die in dem Beispiel genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel
Herstellung eines haftvermittelnden Grundlackes:

50 Teile Vinylidenchlorid-Acrylr.itril-Copolymerisat,
^h0 bestehend aus 96 Gewichtsprozent

Vinylidenchlorid und 4 Gewichtsprozent
Acrylnitril

6 Teile Di-n-octylzinn-bis-(2-äthylhexylthioglycolat) 950 Teile Tetrahydrofuran

werden gelöst und durch ein 0/400-Filter filtriert. Diese Grundlackierung verleiht dem Rückgtiß eine Haftfestigkeit von 70 p.

Herstellung des leitfähigen RQekgtlsses
In einer Stiftmühle mit einem Inhalt von 250 Teilen, enthaltend 400 Teile Stahlkugel vom Durchmesser 4 bis 6 mm, werden 4,5 Teile hochleitfähigen Spezial-Furnaceruß mit einer spezifischen Oberflache von 150 bis 220 mVg und einem pH-Wert von 7 bis 8, 72 Teile 10%jge Lösung von einem handelsüblichen elastomeren und isocyanatgruppenfreien Polyesterurethan aus Adipinsäure, ButandioI-1,4 und 4,4'-Düsocyanato-diphenyI-methan in. Tetrahydrofuran-Dioxan 1:1, 18 Teile 10% ige Lösung von Epoxyharz aus Bisphenol A und Epichlorhydrin in Tetrahydrofuran-Dioxan 1 ; 1 sowie 0,045 Teile Isostearinsäure 120 Stunden gemahlen, dann werden 03 Teile Siliconöl, 0,1 %ige Lösung in Tetrahydrofuran-Dioxan 1:1, zugesetzt und nach 24stündiger Mahldauer 0,9 Teile pyrogene Kieselsäure mit einer spezifischen Oberfläche von 100 bis 200m²/g als Mattierungsmittel in 4 Portionen in Abständen von je 1 Stunde zugegeben. Nach Zugabe von 38,5 Teilen Lösungsmittelgemisch (Tetrahydrofuran-Dioxan-Cyclohexanon 29:28:42) wird nochmals 10 Stunden gemahlen. Die Dispersion wird einmal durch ein 16 000er Maschensieb in einen Kessel vor der Gießmaschine filtriert. Nach Zugabe von 0,125 Teilen einer 50%igen Lösung eines Triisocyanats, hergestellt aus 3 Molen Toluylendiisocyanat und 1 Mol 1,1,1-Trimethylolpropan, in Äthylacetat pro Teil Dispersion wird 30 Minuten unter Rühren umgepumpi und sodann mit dem Beschichten begonnen.

Herstellung der Rückschicht

Die RQckbeschiehtung wird an einer Gjeßststion mit 2 Walzen ausgeführt. Der Unterguß wird mit einer gravierten Walze zuerst auf die Rückseite einer mit Videomagnetdispersion fertig beschichteten Polyäthylenterephthalatfolie aufgebracht und nach kurzer, ausreichender Trockenstrecke mit leitfähiger Röckgußdispersion mit der zweiten Walze überschichtet. Zur

in Verdampfung der Lösemittelanteile wird die doppelt beschichtete Folie durch einen ausreichend langen Wärmekanal geführt.

Die Prüfung der erfindungsgemäß hergestellten Magnetbänder erfolgte im Vergleich mit einem Magnetband ohne Rückschicht und einem solchen, welches zwar die beiden Schichten (Z) und (R) auf der Rückseite besitzt, jedoch ohne die erfindungsgemäß verwendete Zinn-Verbindung in der Schicht (Z). Die Vergleichsbänder weisen dieselbe magnetische Beschichtung auf einer Polyälhylenterephthalat-Folie auf wie das erfindungsgemäß herger'-rllte Band.

Als Prüfgerät wurden handelsübliche Videorecorder für 1 Zoll- bzw. 2 Zoll-Bandbreiten eingesetzt.
Verwendet wurde ein semiprofessioneller 1 ZoII-Vi-

2-3 deorecoder der Firma IVC, Sunnyvale, California, sowie ein professioneller 2 Zoll-Videorecorder VR 1000 der Firma Ampex mit modifizierter Meßanordnung.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

	Videobänder	erfindungsgemäß	rückbeschichtet
	nicnt rück	rückbeschichtet	ohne Zinn-Ver
	beschichtet		bindung in der
			Schicht Z
		13 Tage	30 Tage
Vernetzungsdauer	—	3500	700
Anzahl der Durchläufe bis zur	2000
Verdoppelung der Fehlerzahl		800	250
Anzahl der Durchläufe bis zum	sofort
Auftreten der ersten Laufspuren
auf der Rückseite

Abrieb der Rückschicht
Drop-out-Verhalten nach
1000 Durchlaufen

leicht

'/2

stark
schmiert

Claims

Patentanspruch;

Verfahren zur Herstellung flexibler Schiehtmagnetogrammträger aus einer flexiblen Kunststoffträgerbahn, die auf der einen Seite, gegebenenfalls über einer haftvermittelnden Zwischenschicht aus einem Vinylidenchlorid-Copolymerisat, eine Magnetschicht aus in einem Polymerbindemittel dispergierten magnetisierbaren Teilchen aufweist und die auf der anderen, der Magnetschicht abgewandten Seite über einer haftvermittelnden Zwischenschicht (Z) aus einem Vinylidenchlorid-Copolymerisat mit einem Anteil von mehr als 70% Vinylidenchlorid mit einer RuB in einem Polymerbindemittel enthaltenden leitfähigen Rückenschicht (R) versehen wird durch Auftragen der flüssigen, leitfähigen Ruß enthaltenden Dispersion auf die Zwischenschicht der Rückseite und Verdampfen der Lösungsmittelanteile, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der leitfähigen Schicht (R) eine flüssige Dispersion von 15 bis 30 Gewichtsprozent Ruß, 2 bis 8 Gewichtsprozent eines Mattierungsmittel, 1 bis 3 Gewichtsprozent üblicher Dispergier-, Gleit- und Verlaufmittel und 62 bis 83 Gewichtsprozent eines Bindemittelgemisches aus einem elastomeren, praktisch isocyanatfreien Polyesterurethan und einem Epoxyharz im Verhältnis 4 :1 sowie nichtflüchtigen Polyisocyanaten in einem Überschuß von 100 bis 400 Äquivalentprozent über die zur Vernetzung sämtlieher reaktiver Gruppen der Bindemittel in der Schicht R hinaus benötigten Menge an Isocyanatgruppen, wobei sich die Gewichtsprozente auf den Feststoffgehalt der Dispersion beziehen, auf eine Zwischenschicht (Z) aus dem Vinyliden-Copolymerisat, welche 1 bis 15 Gewichtsprozent Di-n-octylzinn-bis-(2-äthylhexylthioglykolat), bezogen auf den Feststoffgehalt an Copolymerisat in der Schicht Z, zugemischt enthält, aufgetragen wird.

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