DE3323441C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium - Google Patents
Magnetisches AufzeichnungsmediumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium,
insbesondere Magnetband, mit einem nicht magnetischen Träger,
auf dessen einer Seite eine magnetische Aufzeichnungsschicht
vorhanden ist und auf dessen Rückseite sich eine Rückseiteschicht
befindet.
Im allgemeinen wird die Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht
von Aufzeichnungsbändern für Ton-Videoaufzeichnungen
oder für Computer geglättet, so daß die Empfindlichkeit
und insbesondere das Ausgangssignal im hohen Frequenzbereich
verbessert wird. Bei einem derartig glatten Aufzeichnungsband
besteht jedoch die Gefahr, daß während des Umspulens
oder Aufspulens das Band nicht regelmäßig aufgenommen
wird, was häufig zu einem gestörten Spulvorgang führt. Dies
führt zu einem gestörten Laufverhalten und Schwankungen des
Ausgangssignals aufgrund mechanischer Spannungsschwankungen.
Außerdem besteht die Gefahr, daß das Magnetband verformt und
beschädigt wird. Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist
versucht worden, auf der Rückseite eines Trägers der magnetischen
Aufzeichnungsschicht eine Rückseiteschicht vorzusehen.
Es ist jedoch erforderlich, daß auch diese Rückseiteschicht
verbessert wird, da häufig Kratzer in dieser vorkommen und
der Reibungskoeffizient und die Faltenbildung erhöht werden.
Wenn die Rückseiteschicht zur Verbesserung der Bandlaufeigenschaft
und der Bandlaufdauer dient, besteht die Gefahr, daß
die Rauhigkeit der Rückseiteschicht auf die Oberfläche der
Magnetschicht übertragen wird, so daß die Oberflächeneigenschaften
der Magnetschicht beeinträchtigt werden. Hierbei
werden die elektromagnetischen Eigenschaften und insbesondere
das Signal-Rauschverhältnis des magnetischen Aufzeichnungsmediums
verschlechtert. Diese Gefahr tritt insbesondere dann
auf, wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium, insbesondere
in Form eines Bandes, aufgewickelt oder in Form von Folien
gestapelt wird. Die Verschlechterung des Signal-Rauschverhältnisses
wird hervorgerufen durch die Übertragung der Rauhigkeit
der Rückseiteschicht auf die Oberfläche der Magnetschicht,
wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium in aufgewickelter
oder gestapelter Form aufbewahrt wird. Die Rauhigkeit
der Rückseiteschicht ist wichtig im Hinblick auf die
Bandlaufeigenschaften.
Gemäß der DE-OS 28 07 147 führt die Maßnahme, eine Oberfläche
eines Magnetbandes durch Einlagern von kleinen, anorganischen
Teilchen in ein polymeres Rohmaterial mikroskopisch uneben zu
gestalten, zu dem Nachteil eines erhöhten Reibungsabriebes,
was eine Beschädigung des Bandes und eine Beeinträchtigung
seiner Wiedergabeeigenschaften sowie eine Verschmutzung des
Abnehmerkopfes eines Wiedergabegerätes zur Folge hat. Zur
Überwindung dieser Nachteile wird ein Polyesterfilm verbesserter
Gleiteigenschaften beschrieben, der als Grundlage für
Magnettonbänder oder Magnetbänder für Videorecorder oder Datenspeichersysteme
von Computer dienen kann. Der zweiachse
orientierte Polyesterfilm weist mindestens eine rauhe Oberfläche
mit Erhebungen auf, die durch Einlagerung von 0,08 bis
2 Gew.-% einer unlöslichen inerten Substanz in den Polyester
erzeugt werden, wobei die Substanz einen durchschnittlichen
Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,55 µm hat und die
Höhe der Erhebungen, von Spitze zu Tal gemessen, etwa 0,55 µm
nicht wesentlich überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform
soll die Anzahl der Oberflächenerhebungen mit einer Höhe von
nicht mehr 1,0 µm, jedoch mehr als 0,75 µm, nicht mehr als
14/mm², mit einer Höhe von nicht mehr als 0,75 µm, jedoch
mehr als 0,5 µm, von 5 bis 150/mm² und mit einer Höhe von
nicht mehr als 0,5 µm nicht weniger als 40/mm² betragen. Ein
Film mit mehr als 14 Erhebungen pro mm², deren Höhen größer
sind als 0,75 µm, aber nicht als größer als 1,5 µm, ebenso
wie ein Film, der weniger als 40 Erhebungen pro mm², deren
Höhen größer als 2,5 µm, aber nicht größer als 0,5 µm sind,
soll schlechte Transporteigenschaften und einen niedrigen Abriebwiderstand
besitzen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform
enthält die dem Polyester zugesetzte inerte Substanz nicht
mehr als 8 Gew.-% Teilchen mit einem Durchmesser von nicht
mehr als 2,5 µm, jedoch mehr als 1,5 µm, 20 bis 50 Gew.-%
Teilchen von nicht mehr als 1,5 µm, jedoch mehr als 0,5 µm,
und 40 bis 80 Gew.-% Teilchen von nicht mehr als 0,5 µm. Als
untere Grenze für die Teilchengröße der inerten Substanz wird
etwa 0,005 µm genannt.
Die US-PS 4 135 031 beschreibt ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial,
welches eine nicht magnetische Trägerschicht
mit einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf einer Seite
und einen verbesserten rückseitigen Überzug umfaßt, der eine
dünne Schicht eines harzartigen Bindemittels enthält, in dem
eine Mischung aus anorganischen Pulvern dispergiert ist, die
als Hauptbestandteil ein anorganisches Pulver mit einer Korngröße
von 0,02 bis 5 µm und als Nebenbestandteil ein anorganisches
Pulver mit einer Korngröße von 2 bis 40 µm umfassen.
Diese beiden Bestandteile bilden zusammen mit dem Bindemittel
einen Überzug, bei dem sich Kornspitzen nach außen bis zu einer
Höhe von 0,8 bis 5 µm erstrecken, deren Abstände voneinander
mindestens 200 µm betragen, und der einen Reibungskoeffizienten
von mindestens 0,25 aufweist. Hierdurch soll ein
Überstehen von Kanten des mit hoher Geschwindigkeit aufgewickelten
Bandes und ein Lockern des Bandwickels bei plötzlichem
Abstoppen des Bandlaufes mit freiem Bandende vermieden werden.
Die Schwierigkeiten hinsichtlich des Signal-Rauschverhaltens
und der Haltbarkeit bleiben jedoch ungelöst.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
und insbesondere ein Magnetband mit einer Rückseiteschicht,
die ein anorganisches Pulver aus groben und
feinen Körnern und einen Binder aufweist, vorzusehen, bei dem
die Gefahr nicht besteht, daß beim Laufen des Bandes Kratzer
oder Risse in die Rückseite eingebracht werden, und die Haltbarkeit
bzw. Laufbeständigkeit verbessert ist, ohne daß dessen
Reibungskoeffizient erhöht oder das Signal-Rauschverhalten
beeinträchtigt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Patentanspruch 1
angegebenen Merkmale.
Ein Vergleich dieser Merkmale mit denen des vorstehend angegebenen
Standes der Technik ergibt folgendes.
Die einleitende und die beiden folgenden Merkmalsgruppen des
Patentanspruchs 1, nach denen unter anderem die Rückseiteschicht
des magnetischen Aufzeichnungsmediums eine Dicke von
höchstens 2 µm besitzen soll, sind in der US-PS 4 135 031 beschrieben,
gemäß der die Rückseiteschicht eine Dicke von 0,5
bis 10 µm haben kann. Bei dem Gegenstand der DE-OS 28 07 147
ist das anorganische Pulver im nichtmagnetischen Träger eingebettet,
wobei eine magnetische Aufzeichnungsschicht vorgesehen
sein kann, jedoch die Rückseite des Trägers nicht beschichtet
ist.
Gemäß der vorletzten Merkmalsgruppe des Patentanspruchs 1
sind die Korngrößen mit zwei Schwerpunkten im Bereich von
0,005 bis 1,5 µm verteilt. Gemäß der US-PS sind die Korngrößen
mit zwei Schwerpunkten im Bereich von 0,02 bis 40 µm und
gemäß der DE-OS 28 07 147 mit drei Schwerpunkten im Bereich
von 0,005 bis 2,5 µm verteilt.
Gemäß der letzten Merkmalsgruppe des Patentanspruchs 1 beträgt
die Höhe der Oberflächenvorsprünge 0,05 bis 0,8 µm und
liegt außerhalb des Bereiches der in der US-PS angegebenen
Höhen von 0,8 bis 5 µm, jedoch deckt sich der Bereich weitgehend
mit dem, der gemäß der DE-OS 28 07 147 tolerierbar ist.
Gemäß der letzten Merkmalsgruppe des Patentanspruchs 1 sollen
die Abstände der Oberflächenvorsprünge größer als 50 µm sein,
wogegen die Abstände gemäß der US-PS 4 135 031 größer als 200 µm
sein sollen und in der DE-OS 28 07 147 nicht angegeben
sind. Die Anzahl der Oberflächenvorsprünge soll 50 bis
50 000/cm² betragen, wogegen in der US-PS 4 135 031 die Anzahl
nicht angegeben ist und die Angaben der DE-OS 28 07 147
eine Schätzung eines Wertes von mehr als 4000/cm² zulassen.
Durch das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium
können die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten beseitigt
werden. Das magnetische Aufzeichnungsmedium besitzt eine magnetische
Aufzeichnungsschicht auf einer Seite eines nichtmagnetischen
Trägers und eine Rückseiteschicht auf der Rückseite
des Trägers, welche ein anorganisches Pulver und einen
Binder aufweist und eine Dicke von 2 µm oder geringer besitzt.
Die Oberfläche der Rückseiteschicht ist mit Oberflächenvorsprüngen
(Rauhigkeit) einer Höhe von 0,05 bis 0,8 µm,
bevorzugt 0,05 bis 0,5 µm, versehen, wobei diese Vorsprünge
einen Abstand voneinander von 50 µm oder mehr, bevorzugt
50 000 bis 300 µm aufweisen und in einer Dichte von 50 bis
50 000/cm², bevorzugt 2000 bis 12 000/cm² angeordnet sind.
Bei dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium
und insbesondere einem Magnetband mit verbesserter Laufdauer
ist der Reibungskoeffizient verringert, ohne daß das Signal-
Rauschverhältnis vermindert ist. Durch die Erfindung wird
eine erhöhte Bandlaufhaltbarkeit erzielt. Dies äußert sich
darin, daß die Rückseiteschicht weniger Kratzer und Risse
aufweist. Ferner wird das Signal-Rauschverhältnis verbessert.
Diese Vorteile sind zurückzuführen auf die kombinierte Verwendung
grober und feiner Körner als Füllmittel in der Rückseiteschicht,
wobei Oberflächenvorsprünge auf der Oberfläche
der Rückseiteschicht erzielt werden. Die Rückseiteschicht ist
besonders geeignet bei 1/2-Zollvideobändern, Metallvideobändern
und Videobändern mit Vakuumbeschichtung.
Die Oberflächenvorsprünge werden durch Verwendung von anorganischen
Pulvern, z. B. von gemischten feinen und groben
Körnern, gebildet. Geeignete anorganische Pulver sind
Ruß, Graphit, Wolframdisulfid, Molybdändisulfid, Bornitrid,
SiO₂, CaCO₃, Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, MgO, ZnO und
CaO. Die groben und die feinen Körner können aus dem gleichen
anorganischen Material bestehen. Bevorzugt werden die groben
und feinen Körner jedoch aus unterschiedlichen anorganischen
Pulvern gewählt. In diesem Fall bestehen die groben Körner
bevorzugt aus Al₂O₃, MgO, ZnO oder CaO. Hiervon wird
Al₂O₃ bevorzugt. Die feinen Körner bestehen bevorzugt aus
SiO₂, CaCO₃ oder TiO₂. Hieraus wird CaCO₃ bevorzugt.
Die groben Körner besitzen eine Korngröße
von 0,1 bis 1,5 µm und insbesondere 0,1 bis 1,1 µm.
Die feinen Körner besitzen bevorzugt eine Korngröße von 0,005 bis 0,1 µm (50
bis 1000 Ångström) und insbesondere 0,008 bis 0,08 µm (80 bis 800 Ångström).
Als Binder eignen sich thermoplastische Harze, warmhärtbare
Harze und Mischungen hiervon.
Beispiele für thermoplastische Harze sind Vinylchlorid-Vinylacetat-
Copolymerisate, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymerisate,
Vinylchlorid-Acrylnitril-Copolymerisate, Acrylsäureester-
Acrylnitril-Copolymerisate, Acrylsäureester-Vinylidenchlorid-
Copolymerisate, Acrylsäureester-Styrol-Copolymerisate,
Methacrylsäureester-Acrylnitril-Copolymerisate,
Methacrylsäureester-Vinylidenchlorid-Copolymerisate, Methacrylsäureester-
Styrol-Copolymerisate, Urethanelastomere,
Polyvinylfluorid, Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymerisate,
Butadien-Acrylnitril-Copolymerisate, Polyamidharze,
Polyvinylbutyral, Celluloseharze, z. B. Celluloseacetatbutyrat,
Cellulosediacetat, Cellulosepropionat und Nitrocellulose,
Styrolbutadien-Copolymerisate, Polyesterharze,
Chlorvinyletheracrylsäureester-Copolymerisate, Aminoharze und
verschiedene Harze auf Kautschukbasis.
Beispiele für warmhärtende Harze sind Phenolharze, Epoxidharze,
aushärtende Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze,
Alkydharze, Harze auf Acrylbasis, Polyisocyanate und
Polyamine.
Die Rückseiteschicht ist so aufgebaut, daß die Gesamtdicke
(Magnetschicht + Träger + Rückseiteschicht) des magnetischen
Aufzeichnungsmediums so dünn wie möglich ist. Hierdurch soll
die Aufzeichnungsdichte pro Volumeneinheit erhöht werden. Die
Dicke der Rückseiteschicht beträgt bevorzugt 0,3 bis 2 µm
und insbesondere 0,5 bis 1 µm.
Wenn die Rückseiteschicht zu dünn bemessen wird, besteht die
Gefahr, daß diese abbröckelt. Wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium
umläuft, besteht bei herkömmlichen Aufzeichnungsmedien
die Gefahr, daß in die Rückseiteschicht Kratzer oder
Risse eingebracht werden. Bei der Erfindung treten diese
Schwierigkeiten nicht auf. Ferner wird der Videosignal-Rauschabstand
auch bei hoher Aufzeichnungsdichte,
z. B. bei einer Aufzeichnung einer Wellenlänge von
1,3 µm, nicht beeinträchtigt, wenn die durch die Erfindung vorgesehene Rückseiteschicht
verwendet wird.
Die magnetische Aufzeichnungsschicht kann in herkömmlicher
Weise ausgebildet sein.
Die Herstellung der magnetischen Aufzeichnungsschicht erfolgt
beispielsweise durch Dispersion eines ferromagnetischen
feinen Pulvers, Zusätzen wie Dispergiermittel, Schmiermittel,
Schleifmittel, antistatische Mittel u. dgl. sowie eines Binders
in einer organischen Lösung und anschließendes Auftragen
der magnetischen Überzugszusammensetzung auf einen nichtmagnetischen
Träger und abschließendem Trocknen. Hierfür können in
üblicher Weise verwendete ferromagnetische feine Pulver,
Zusätze, Binder, organische Lösungsmittel und nichtmagnetische
Träger zum Einsatz kommen.
Als Bindemittel eignen sich thermoplastische Harze und hitzehärtbare
Harze, wie sie für die Rückseiteschicht geeignet sind.
Geeignete Stoffe für den nichtmagnetischen Träger sind verschiedene
Kunststoffe, beispielsweise Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat,
Polyethylen-2,6-naphthalat und ähnliche;
Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und ähnliche;
Cellulosederivate wie Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat,
Celluloseacetatbutyrat, Celluloseacetatpropionat
und ähnliche; Vinylharze wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid
und ähnliche; Polycarbonate, Polyimide und Polyamide.
Geeignete Beispiele der ferromagnetischen Pulver, welche bei
der Erfindung verwendet werden können, sind γ-Fe₂O₃,
Co-dotiertes γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Co-dotiertes Fe₃O₄,
Berthollidverbindungen des γ-Fe₂O₃ und Fe₃O₄ (FeOx:
1,33<×<1,50), Co-dotiertes Berthollidverbindungen des
γFe₂O₃ und Fe₃O₄ (FeOx: 1,33<×<1,50), CrO₂,
Co-Ni-P-Legierungen, Co-Ni-Fe-Legierungen, Co-Ni-Fe-B-Legierungen,
Fe-Ni-Zn-Legierungen, Fe-Mn-Zn-Legierungen,
Fe-Co-Ni-P-Legierungen und Ni-Co-Legierungen, wie sie in den
japanischen Patentveröffentlichungen 14 090/1969, 18 372/
1979, 22 062/1972, 22 513/1972, 28 466/1971, 38 755/1971,
4 286/1972, 12 422/1972, 17 284/1972, 18 509/1972, 18 573/1972,
10 307/1964 und 39 639/1973 sowie in den US-Patentschriften
3 026 215, 3 031 341, 3 100 194, 3 242 005 und 3 389 014,
den GB-Patentschriften 752 659, 782 762 und 1 007 323, der
FR-PS 1 107 654 und der DE-OS 12 81 334 beschrieben sind.
Die ferromagnetischen feinen Pulver besitzen eine Korngröße
von bevorzugt etwa 0,2 bis 1 µm Länge mit einem Länge-
Breite-Verhältnis von 1 : 1 bis 20 : 1.
In diesen ferromagnetischen Eisenoxiden können zweiwertige
Metalle eingelagert sein wie beispielsweise Cr, Mn, Co, Ni,
Cu und Zn in einem Verhältnis von 0 bis 10 Atom-% auf der
Basis der Eisenoxide. Darüber hinaus kann das vorstehend beschriebene
Chromoxid CrO₂ 0 bis 20 Gew.-% Metalle wie beispielsweise
Na, K, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Te, Ru, Sn, Ce und
Pb, Halbleiter wie beispielsweise P, Sb und Te sowie Oxide
davon aufweisen.
Geeignete Dispergiermittel sind Fettsäuren, die etwa 12 bis
18 Kohlenstoffatome enthalten und durch die allgemeine Formel
R₁COOH dargestellt werden können, wobei R₁ eine Alkyl-
oder Alkylengruppe ist mit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen, z. B.
Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure,
Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Linolsäure,
Linolensäure, Stearolsäure u. dgl.; Metallseifen, bestehend
aus Alkalimetallsalzen (Li, Na, K usw.) oder den Erdalkalimetallsalzen
(Mg, Ca, Ba usw.) der vorstehend genannten
Fettsäuren; Fluorverbindungen der vorstehend genannten Fettsäureester;
Amide der vorstehend genannten Fettsäuren; Polyalkylenoxidalkylphosphorsäureester;
Lecithin und Trialkylpolyolefinoxyquaternärammoniumsalze.
Die Alkylgruppe besitzt
1 bis 5 Kohlenstoffatome und das Olefin ist Ethylen, Propylen
oder dgl. Es können auch höhere Alkohole mit etwa 12 oder
mehr Kohlenstoffatomen und deren Schwefelsäureester verwendet
werden. Diese Dispergiermittel sind aus den japanischen
Patentveröffentlichungen 28 369/1964, 17 945/1969 und 15 001/
1973 sowie den US-Patentschriften 3 387 993 und 3 470 021 bekannt.
Geeignete Schmiermittel sind Siliconöle, beispielsweise
Dialkylpolysiloxane (Alkylgruppe: C₁-C₅), Dialkoxypolysiloxane
(Alkoxygruppe: C₁-C₄), Monoalkylmonoalkoxypolysiloxane
(Alkylgruppe: C₁-C₅; Alkoxygruppe: C₁-C₄),
Phenylpolysiloxane und Fluoralkylpolysiloxane (Alkylgruppe:
C₁-C₅); elektrisch leitfähige Pulver wie
Graphit, anorganische feine Pulver wie Molybdändisulfid und
Wolframdisulfid; feine Kunststoffpulver wie Polyethylen,
Polypropylen, Polyethylen-Vinylchlorid-Copolymerisate und
Polytetrafluorethylen; α-Olefin-Polymerisate: bei Normaltemperatur
flüssige, ungesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe
(α-Olefin hat Doppelbindung kombiniert mit Endkohlenstoff,
Anzahl der Kohlenstoffatome etwa 20); Fettsäureester
von Monocarbonfettsäuren von C₁₂-C₂₀ und einwertige
Alkohole von C₃-C₁₂ und Fluorkohlenstoffe.
Diese Schmiermittel sind bekannt aus den japanischen Patentveröffentlichungen
18 064/1966, 23 889/1968, 40 461/1971,
15 621/1972, 18 482/1972, 28 043/1972, 32 001/1972 und 5 042/1975,
den US-Patentschriften 3 470 021, 3 492 235, 3 497 411,
3 523 086, 3 625 760, 3 630 772, 3 634 253, 3 642 539 und
3 687 725, IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 9, Nr. 7,
Seite 779 (Dezember 1966) und ELEKTRONIK, Nr. 12, Seite 380
(1961).
Geeignete Schleifmittel, welche bei der Erfindung verwendet
werden können, umfassen geschmolzenes Aluminiumoxid,
Siliciumcarbid, Chromoxid (Cr₂O₃), Korund, synthetischen
Korund, Diamant, synthetischen Diamant, Granat, Schmirgel
(Hauptbestandteil: Korund und Magnetit) und ähnliche. Beispiele
für diese Schleifmittel sind bekannt aus der japanischen
Patentanmeldung 26 749/1973, den US-Patentschriften
3 007 807, 3 041 196, 3 293 066, 3 630 910 und 3 687 725,
der GB-PS 1 145 349 und den DE-Patentschriften 8 53 211 und
10 01 000.
Geeignete antistatische Mittel, welche bei der Erfindung zur
Anwendung kommen können, sind elektrisch leitfähige Pulver
wie beispielsweise Graphit, Lampenruß und Lampenrußpfropfpolymerisate,
natürliche oberflächenaktive Mittel wie beispielsweise
Saponin, nichtionische oberflächenaktive Mittel, beispielsweise
solche auf Alkylenoxidbasis, Glycerinbasis und
Glycidolbasis, kationische oberflächenaktive Mittel wie heterocyclische
Verbindungen, z. B. Pyridin und ähnliche, höhere
Alkylamine, quaternäre Ammoniumsalze, Phosphoniumverbindungen,
Sulfoniumverbindungen und ähnliche, anionische oberflächenaktive
Mittel, die Säuregruppen enthalten, wie Carbonsäuregruppen,
Sulfonsäuregruppen, Phosphorsäuregruppen, Sulfatgruppen,
Phosphatgruppen und dgl., amphotere oberflächenaktive
Mittel wie beispielsweise Sulfate oder Phosphate von
Aminosäuren, Aminosulfonsäuren, Aminoalkoholen und ähnlichen.
Beispiele für oberflächenaktive Mittel, welche als antistatische
Mittel verwendbar sind bei der Erfindung, sind bekannt
aus den US-Patentschriften 2 271 623, 2 240 472, 2 288 226,
2 676 122, 2 676 924, 2 676 975, 2 691 566, 2 727 860,
2 730 498, 2 742 379, 2 739 891, 3 068 101, 3 158 484,
3 201 253, 3 210 191, 3 294 540, 3 415 649, 3 441 413,
3 442 645, 3 475 174 und 3 545 974, der DE-OS 19 42 665, den GB-
Patentschriften 1 077 317 und 1 198 450, Ryohei Oda et al.,
"Kaimen Kassei Zai no Gosei to so no Oyo (Synthesis of
Surface Active Agents and their Applications), Maki Shoten,
Tokyo (1964), Am M. Schwrats et al., "Surface Active Agents",
Interscience Publications Corp., New York (1958), J. P. Sisley
et al., "Encyclopedia of Surface Active Agents", Band 2,
Chemical Publishing Co., New York (1964), "Kaiman Kassei
Zai Binran (Handbook of Surface Active Agents)", 6. Aufl.,
Sangyo Tosho Co., Tokio (20. Dez., 1966).
Diese oberflächenaktiven Mittel können einzeln oder in Kombination
miteinander verwendet werden. Diese oberflächenaktiven
Mittel werden im allgemeinen als antistatische Mittel verwendet,
jedoch können sie in einigen Fällen zu anderen Zwecken,
z. B. zur Verbesserung der Dispergierbarkeit, der magnetischen
Eigenschaften und der Schmiereigenschaften oder als
Hilfsmittel zur Herstellung der Überzüge verwendet werden.
Die vorstehend beschriebenen magnetische Pulver, Bindemittel,
Dispergiermittel, Schmiermittel, Schleifmittel,
antistatische Mittel und Lösungsmittel
werden zur Herstellung einer Überzugszusammmensetzung gut abgestimmt miteinander vermischt oder geknetet.
Zum
Kneten können das magnetische Pulver und die anderen Bestandteile
gleichzeitig oder getrennt in eine Knetmaschine eingebracht
werden. Zum Beispiel kann ein magnetisches Pulver einem
ein Dispergiermittel enthaltenden Lösungsmittel zugegeben,
die Mischung eine bestimmte Zeitlang geknetet und dann mit
den anderen Bestandteilen vermischt und in ausreichender Weise
geknetet werden, um eine magnetische Überzugszusammensetzung
herzustellen. Verschiedene Knetmaschinen sind zum
Kneten und Dispergieren einsetzbar, z. B. Duowalzwerke, Dreiwalzenmühlen,
Kugelmühlen, Trommelmühlen, Sandmühlen, Szegvari-
Mühlen, Hochgeschwindigkeitskreisel-Dispergiermühlen,
Hochgeschwindigkeitssteinmahlwerke, Hochgeschwindigkeitsschlagmühlen,
Knetmaschinen, Hochgeschwindigkeitsmischer,
Homogenisiermaschinen, Ultraschalldispergiermaschinen usw.
Das Kneten und verwandte Arbeitsgänge sind beschrieben in
T. C. Patton, "Paint Flow and Pigment Dispersion", veröffentlicht
von John Wiley & Sons (1964) und in den US-Patentschriften
2 581 414 und 2 855 156.
Geeignete organische Lösungsmittel, welche im Überzug verwendet
werden können, umfassen Ketone, z. B. Aceton, Methylethylketon,
Methylisobutylketon, Cyclohexanon und ähnliche;
Ester, z. B. Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Ethyllactat,
Glykolmonoethyletheracetat und ähnliche; aromatische
Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol und ähnliche und
chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid,
Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Ethylenchlorhydrin,
Dichlorbenzol und ähnliche.
Die Anteile der vorstehenden Bestandteile der Zusammensetzung
sind folgende: Das Gewichtsverhältnis des ferromagnetischen
feinen Pulvers und des Binders ist im allgemeinen 100 : 13-50,
bevorzugt 100 : 17-40. Die Lösungsmittelmenge ist
etwa das 3- bis 5fache des feinen ferromagnetischen Pulvers. Zu
100 Gewichtsteilen des Binders werden 0,5-20 Gewichtsteile
des Dispergiermittels, 0,2-20 Gewichtsteile des
Schmiermittels, 0,5-20 Gewichtsteile des Schleifmittels,
0,2-50 Gewichtsteile des elektrisch leitfähigen feinen Pulvers
als antistatisches Mittel und 0-3 Gewichtsteile des
oberflächenaktiven Mittels als antistatisches Mittels zugegeben.
Das vorstehend beschriebene feine ferromagnetische Pulver,
der Binder, das Dispergiermittel, das Schmiermittel, das
Schleifmittel, das antistatische Mittel und das Lösungsmittel
werden aufeinander abgestimmt und zu einer magnetischen Überzugszusammensetzung
miteinander vermischt. Die Überzugszusammensetzung
wird als Schicht auf einen nichtmagnetischen
Träger aufgebracht. Beim Beschichten können angewendet werden
z. B. eine Luftrakelbeschichtung, Aufstreichen mit einer
Klinge, Überziehen mit einem Luftmesser, Quetschüberziehen,
Eintauchüberziehen, Überziehen mit Umkehrrollen, Überziehen
mit Übertragungsrolle, Gravierungsüberziehen, Auftupfbeschichtung,
Gießbeschichtung, Sprühbeschichtung u. dgl.
Diese Beschichtungsverfahren sind z. B. beschrieben in "Coating
Kogaku (Coating Engineering)", Seiten 253 bis 277, veröffentlicht
von Asakura Shoten, Tokio (20. März 1971). Die Schichtdicke
beträgt im allgemeinen 1 bis 18 µm im trockenen Zustand
in Abhängigkeit von der Anwendungsart und Form (Film,
Band, Folie usw.) und der Norm des magnetischen Aufzeichnungsmediums.
Die Trocknungstemperatur und -zeit hängt ab von der Art des
Lösungsmittels, der Menge des Lösungsmittels in der Überzugszusammensetzung
und der Restmenge des Lösungsmittels. Im allgemeinen
beträgt die Trocknungstemperatur 40 bis 100°C und
wird allmählich erhöht mit fortschreitendem Trocknen. Die
Trocknungszeit beträgt etwa 5 Sekunden bis 3 Minuten.
Nach dem Trocknen kann das magnetische Aufzeichnungsmedium
aufgewickelt werden. Bevorzugt wird jedoch, ohne Aufwickeln,
das magnetische Aufzeichnungsmedium kalandriert, um
das Signal-Rauschverhältnis zu erhöhen. Das Kalandrieren kann
in bekannter Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch
ein Superkalandrierverfahren, bei dem das magnetische Aufzeichnungsmedium
zwischen einer Metallwalze und einer Baumwollwalze
oder Kunstharzwalze (Polyamid, Epoxidharz, Polyurethanharz
usw.) oder zwischen zwei Metallwalzen hindurchgeführt
wird.
Die Bedingungen beim Kalandrieren hängen ab von der Art des
Bandes und liegen in folgenden Bereichen: Walzdruck der
Kalanderwalzen (linearer Druck): 784-2942 N/cm (80-300 kp/cm), bevorzugt 981-2354 N/cm
(100-240 kp/cm); Bandtransportgeschwindigkeit: 30-200 m/min,
bevorzugt 60-150 m/min; und Walzentemperatur:
25-120°C, bevorzugt 45-80°C. Wenn der Walzdruck weniger
als 784 N/cm (80 kp/cm) beträgt, wird eine Glättung der Oberfläche
der Magnetschicht in nur unzureichendem Maße erzielt. Wenn
der Walzdruck mehr als 2942 N/cm (300 kp/cm) beträgt, verkürzt sich die
Gebrauchsdauer der Kalanderwalzen, wodurch der Herstellungsaufwand
sich erhöht. Wenn die Walzentemperatur geringer als
25°C ist, ist die Glättung der Oberfläche der Magnetschicht
unzureichend. Wenn die Temperatur höher als 120°C ist, verkürzt
sich die Gebrauchsdauer der Kalanderwalzen, wodurch der
Herstellungsaufwand ebenfalls erhöht wird.
Die Erfindung wird im einzelnen noch erläutert anhand der
folgenden Beispiele. Im Rahmen der Erfindung können die Bestandteile,
die Anteile und die Herstellungsbedingungen,
welche in den Beispielen angegeben sind, geändert werden. Die
in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, wenn
nichts anderes ausdrücklich angegeben ist.
Magnetschichten mit Co-dotiertem γ-Fe₂O₃ werden jeweils auf der
Oberfläche eines Polyethylenterephthalatträgers, der eine
Dicke von 14 µm aufweist, aufgebracht. Auf der Rückseite der
Träger wird jeweils eine Rückseiteschicht gebildet. Die Magnetschichten
besitzen eine Überzugsdicke von 5 µm im trockenen Zustand.
Die Rückseiteschichten besitzen eine Dicke von 0,7 µm.
Dabei werden die folgenden Bestandteile verwendet, wobei die
Kombination der anorganischen Pulver geändert wird:
Nitrocellulose | ||
25 Teile | ||
Polyurethan | 15 Teile | |
Polyisocyanat | 40 Teile | |
Feinkörniges anorganisches Pulver (CaCO₃, Durchschnittskorngröße 0,07 µm) | 100 Teile | |
Grobkörniges anorganisches Pulver (α-Al₂O₃, Durchschnittskorngröße in Tabelle 1 angegeben) @ | Methylethylketon | 480 Teile |
Für jedes der vorstehend beschriebenen magnetischen Aufzeichnungsbänder
wurden die folgenden Versuche durchgeführt und
die in der Tabelle enthaltenen Ergebnisse erzielt.
Zur Überprüfung der Laufdauerhaltbarkeit wurde in einem Videogerät an einem ungebrauchten Band und
nach 100 Durchläufen desselben die mechanische Auflaufspannung
(T₁) und die mechanische Ablaufspannung
(T₂) an einem drehbaren Zylinder
gemessen.
Darüber hinaus wurden an einem ungebrauchten Band und nach 100
Durchläufen desselben die Schwankungen des Ausgangssignals gemessen.
An einem ungebrauchten Band und nach 100 Durchläufen desselben wurde der
Koeffizient der Gleitreibung (3,3 cm/s) T₂/T₁ zwischen einem
rostfreien Stift und der Magnetschicht bzw. der Rückseiteschicht
gemessen.
Nach 100 Durchläufen eines Bandes durch ein Videogerät wurden der Abrieb
der Rückseiteschicht und der Zustand des Bandes
überprüft.
Aus der Tabelle 1 ergibt sich folgendes.
Wenn der Abstand der Oberflächenvorsprünge voneinander auf
der Rückseiteschicht geringer ist als 50 µm (Proben-Nr. 6),
ist die Ausgangsschwankung nach 100 Banddurchläufen in unvorteilhafter
Weise groß. Wenn der Abstand 1500-3000 µm (Proben-Nr. 2)
beträgt, sind die Eigenschaften etwa gleich wie
bei einem Vergleichsbeispiel ohne Rauhigkeit (Proben-Nr. 1).
Demzufolge wird ein Abstand zwischen den Oberflächenvorsprüngen
auf der Rückseiteschicht von 50-300 µm bevorzugt.
Wenn die Anzahl der Oberflächenvorsprünge geringer als
50/cm² ist, sind nach 100 Banddurchläufen die Ausgangsschwankung
und der Reibungskoeffizient groß und der Abrieb
und die Beschädigung des Bandes sind beträchtlich, wie das
bei den Proben Nr. 1 und 2 der Fall ist. Wenn die Anzahl der
Oberflächenvorsprünge größer als 50 000 cm² ist, ist die
Ausgangsschwankung nach 100 Banddurchläufen so groß wie im
Falle der Proben-Nr. 6. Demzufolge ist die bevorzugte Anzahl
der Oberflächenvorsprünge 50-50 000 Vorsprünge/cm² und insbesondere
2000-12 000 Vorsprünge/cm².
Wenn die Höhe der Oberflächenvorsprünge etwa 0,05 µm (Proben-Nr. 7)
oder etwa 0,8 µm (Proben-Nr. 10) beträgt,
vergrößern sich nach 100 Banddurchläufen die Ausgangsschwankungen,
der Abrieb und die Beschädigung des Bandes. Eine
Höhe von 0,05 bis 0,8 µm, insbesondere von 0,1 bis 0,5 µm
wird daher bevorzugt.
Claims (11)
1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, insbesondere Magnetband,
mit einem nichtmagnetischen Träger, auf dessen einer Seite eine
magnetische Aufzeichnungsschicht vorhanden ist und auf dessen
Rückseite sich eine Rückseiteschicht befindet, bei dem
- - die Rückseiteschicht ein anorganisches Pulver, bestehend aus einer Kombination grober und feiner Körner, und einen Binder aufweist,
- - die Rückseiteschicht eine Dicke von höchstens 2 µm besitzt,
- - die groben Körner eine Korngröße von 0,1 bis 1,5 µm und die feinen Körner eine Korngröße von 0,005 bis 0,1 µm aufweisen, und
- - die Rückseiteschicht Oberflächenvorsprünge mit einer Höhe von 0,05 bis 0,8 µm aufweist, die einen Abstand voneinander von wenigstens 50 µm aufweisen und in einer Anzahl von 50 bis 50 000 Vorsprünge/cm² vorhanden sind.
2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
die Rückseiteschicht mit Oberflächenvorsprüngen mit einer Höhe
von 0,05 bis 0,5 µm versehen ist.
3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
die Oberflächenvorsprünge einen Abstand voneinander von 50 bis
300 µm aufweisen.
4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
die Oberflächenvorsprünge in einer Dichte von 2000 bis
12 000/cm² angeordnet sind.
5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
die groben Körner eine Korngröße von 0,1 bis 1,1 µm und die
feinen Körner eine Korngröße von 0,008 bis 0,08 µm besitzen.
6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
die Dicke der Rückseiteschicht 0,3 bis 3 µm beträgt.
7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
das anorganische Pulver wenigstens aus einem Bestandteil besteht,
der ausgewählt ist aus der Gruppe Lampenruß, Graphit,
Wolframdisulfid, Molybdändisulfid, Bornitrid, Siliciumdioxid,
Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, Eisen(III)-Oxid, Titandioxid,
Magnesiumoxid, Zinkoxid und Calciumoxid.
8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
die groben Körner aus wenigstens einem Bestandteil bestehen,
der ausgewählt ist aus der Gruppe Aluminiumoxid, Magnesiumoxid,
Zinkoxid und Calciumoxid.
9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
die feinen Körner wenigstens aus einem Bestandteil bestehen,
der ausgewählt ist aus der Gruppe Siliciumdioxid, Calciumcarbonat
und Titandioxid.
10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
der Binder wenigstens aus einem Bestandteil besteht, der ausgewählt
ist aus der Gruppe thermoplastische Harze und warmhärtbare
Harze.
11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem
der nichtmagnetische Träger eine Dicke von 3 bis 100 µm aufweist.
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