HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, wie ein
Magnetband.
STAND DER TECHNIK:
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Ein Problem mit einem Beschichtungstyp des magnetischen Aufzeichnungsmediums
mit einer Magnetschicht mit ferromagnetischen, in einem Bindemittel verteilten
Pulvern ist, daß die Bestandteile, die die Magnetschicht bilden, wie ferromagnetische
Pulver, sich während des wiederholten Betriebs ablösen.
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Wenn die Aufzeichnungsdichte ansteigt, ist es erforderlich, die
Aufzeichnungsfrequenz zu erhöhen, und folglich den Spalt bzw. die Lücke zwischen der
Magnetschicht und dem Magnetlese-/ -schreibkopf unter genaue Kontrolle zu stellen. Bis
jetzt wurde die Aufmerksamkeit nur auf den Abrieb bzw. die Ablösung von Pulvern
von der Gesamtoberfläche der Magnetschicht beim gleitenden Kontakt mit dem
Magnetkopf gerichtet. Jedoch wurde jetzt herausgefunden, daß sogar eine geringe
von den Rändern des Bandes abgegangene Menge an Pulvern einen nachteiligen
Einfluß auf den Spalt zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsband und dem
dazu gehörigen Magnetkopf hat. Zum Beispiel verursacht dies wahrscheinlich ein
Ansteigen der Fehlerquote bei Aufzeichnung digitaler Signale auf einer digitalen
Compact-Kassette (DCC) oder einem anderen Band und schafft so ein Problem im
Hinblick auf die praktische Anwendung. Daher besteht eine starke Nachfrage nach
Entwicklung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das den Abrieb bzw. das
Ablösen von Pulvern unwahrscheinlicher als vorher macht.
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Verschiedene Vorschläge wurden bis jetzt gemacht, um den Abrieb bzw. das
Ablösen von Pulvern zu verhindern. Zum Beispiel schlägt die JP-A 1-118213 vor, in
das für eine Magnetschicht verwendete Bindemittel ein Polyurethanharz mit einer
Glasübergangstemperatur Tg von bis zu 0ºC in Kombination mit einem
Polyurethanharz mit einer Tg von 50ºC oder höher und mit einer polaren Gruppe im Molekül
einzubauen. Durch die kombinierte Verwendung des weichen Polyurethanharzes mit
einer Tg von bis zu 0ºC und einem Harz mit einer Tg von 50ºC oder höher mit einer
polaren Gruppe, ist es nicht nur möglich, daß Magnetpulver etc. in der
Magnetschicht mit hoher Dispergierbarkeit verteilt werden können, sondern auch gute
verfahrenstechnische Eigenschaft bzw. Verarbeitbarkeit auf einer
Kalandrierungseinrichtung (oder gute Empfindlichkeit für die Kalandrierung) sicherzustellen, so daß
der Abriebverlust des Kopfes, der Abrieb bzw. die Ablösung der Pulver von der
Gesamtoberfläche der Magnetschicht etc. verringert werden kann. Sogar, wenn das
Bindemittel mit einer derartigen Zusammensetzung, wie sie in der obigen
Veröffentlichung festgelegt ist, verwendet wird, zieht es mehr Schwierigkeiten nach sich, den
Abrieb von Pulvern von den Kanten des Bandes, wie er im folgenden geschildert
wird, zu verhindern. In diesem Zusammenhang ist zu verstehen, daß die Ergebnisse
der von den Erfindern durchgeführten Studien zeigen, daß die Verwendung eines
Harzes, das eine Tg von 50ºC oder höher hat und eine polare Gruppe enthält,
insbesondere ein Polyurethanharz, es ermöglicht, nicht nur die Ablösung bzw. den
Abrieb von Pulvern von der gesamten Oberfläche der Magnetschicht, wie er in
obiger Veröffentlichung festgelegt wird, zu verhindern, sondern auch die Ablösung
von Pulvern von den Kanten bzw. Rändern des Bandes zu vermeiden. Wenn das
obige Polyurethanharz mit einer Tg von 50ºC oder darüber und mit einer polaren
Gruppe gemäß der obigen Veröffentlichung verwendet wird, gibt es jedoch einen
Abfall in der Haftbarkeit bzw. Konstanz im Betrieb in einer Umgebung mit hoher
Temperatur, die wiederum zu unvermeidlichen Schwierigkeiten führt.
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Dies gilt auch für die dieser Anmeldung vorausgegangene JP-A 5-307734, in der ein
Polyesterpolyurethanharz mit 69ºC und 76ºC in Kombination mit einem
Polyesterpolyurethanharz mit einer Tg von -27ºC und -25ºC verwendet werden.
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Aus der EP-A 0 463 601 ist ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bekannt, das
einen nicht-magnetischen Träger und eine auf diesem Träger gebildete magnetische
Aufzeichnungsschicht enthält, wobei ein Bindemittelharz mit wenigstens einer
polaren Gruppe und einer spezifischen Glasübergangstemperatur, sowie ein zweites
Bindemittelharz, das ebenfalls eine spezielle Glasübergangstemperatur hat,
verwendet werden. Gemäß Beispiel 5 sollte ein Harz eine Glasübergangstemperatur Tg
von 30ºC und das andere eine Glasübergangstemperatur von 80ºC haben. Es gibt
keine Angaben im Stand der Technik, daß durch Verwendung eines speziellen
Harzes mit einer speziellen Glasübergangstemperatur der Abrieb bzw. die Ablösung des
ferromagnetischen Pulvers während des wiederholten Betriebs vermieden werden
kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
bereitzustellen, das es höchst unwahrscheinlich macht, daß sich Pulver bei normaler
Temperatur ablösen, das bezüglich seiner Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz,
insbesondere in einer Umgebung mit hoher Temperatur hervorragend ist, mit einer
verbesserten Empfindlichkeit bezüglich der Kalandrierung hergestellt werden kann
und verbesserte elektromagnetische Eigenschaften hat.
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Eine derartige Aufgabe (Zielsetzung) wird durch die folgenden Erfindungen (1) bis
(3) erreicht.
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(1) Magnetisches Aufzeichnungsmedium, enthaltend einen nicht-magnetischen
Basisfilm, eine magnetische Aufzeichnungsschicht mit in einem Bindemittel
verteilten ferromagnetischen Pulvern, wobei
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das Bindemittel 30 bis 70 Gew.-% eines Polyurethanharzes A mit einer 60ºC ≤
Tg ≤ 80ºC entsprechenden Glasübergangstemperatur Tg und 30 bis 70 Gew.-%
eines Polyurethanharzes B mit einer 3ºC ≤ Tg ≤ 25ºC entsprechenden
Glasübergangstemperatur Tg enthält, und
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das Polyurethanharz A und das Polyurethanharz B 80 bis 100 Gew.-% des
Bindemittels ausmachen.
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(2) Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach (1), worin das Polyurethanharz
A und/oder das Polyurethanharz (B) eine polare Gruppe enthalten.
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(3) Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach (1) oder (2), wobei die Differenz
der Tg zwischen dem Polyurethanharz A und dem Polyurethanharz B 40 bis 70ºC
ist.
FUNKTION UND WIRKUNG
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In der Erfindung trägt das Polyurethanharz A mit einer mit 60ºC ≤ Tg ≤ 80ºC
angegebenen Glasübergangstemperatur Tg 30 bis 70 Gew.-% des verwendeten
Bindemittels und das Polyurethanharz B mit einer mit 3ºC ≤ Tg ≤ 25ºC
angegebenen Tg 30 bis 70 Gew.-% des verwendeten Bindemittels bei. Darüber
hinaus betragen Polyurethanharz A und B 80 bis 100 Gew.-% des Bindemittels.
Vorzugsweise enthalten die Polyurethanharze A und/oder B eine polare Gruppe in
ihren Molekülen.
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Durch den Gehalt an Polyurethanharz A wird das magnetische
Aufzeichnungsmedium im Bezug auf seine Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz in
einer Umgebung mit hoher Temperatur verbessert und durch den Gehalt an
Polyurethanharz B kann das magnetische Aufzeichnungsmedium mit einer
verbesserten Empfindlichkeit für die Kalandrierung und auch verbessert bezüglich
seiner elektromagnetischen Eigenschaften hergestellt werden, ohne einen Abfall in
der Betriebsstabilität bzw. Laufkonstanz, insbesondere in einer Umgebung mit hoher
Temperatur, zu verursachen. Indem man zuläßt, daß diese Polyurethanharze eine
polare Gruppe enthalten, wird die Verteilbarkeit der ferromagnetischen Pulver und
dergleichen sehr verbessert.
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Der Einbau von mehr als 80 Gew.-% zweier derartiger Polyurethanharze in das
Bindemittel hat eine große Wirkung auf die Verhinderung der Ablösung von Pulvern
von den Kanten bzw. Rändern des Bandes. Eine derartige Ablösung von Pulvern
von den Rändern bzw. Kanten des Bandes tritt unter Bedingungen ein, die
wesentlich härter als diejenigen sind, unter denen die Ablösung von Pulvern hauptsächlich
aufgrund des gleitenden Kontaktes der Magnetschicht mit einem Magnetkopf oder
den Stiften der Bandführung von der gesamten Oberfläche einer Magnetschicht
eintritt, wie es in der zuvor erwähnten JP-A 1-118213 beschrieben ist, oder
dergleichen.
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Zum Beispiel steigt im Falle eines DCC-Bandes die Aufzeichnungsdichte aufgrund
der Digitalisierung der Aufnahmesignale an, so muß die Anzahl der
Aufnahmespuren durch Verengung der Spurbreite erhöht werden; so ist es erforderlich, die
spurbreitenweise Verschiebung des Bandes unter enge Kontrolle zustellen. Diese
spurbreitenweise Verschiebung des Bandes während des Betriebs wird durch die
Seiten einer Führung in der Nachbarschaft des Magnetkopfes ausgeglichen. In
einigen Fällen kommen die Ränder in engen gleitenden Kontakt mit den Seiten der
Bandführung und dies führt nicht nur zur Ablösung von Pulvern von der gesamten
Oberfläche der Magnetschicht, sondern auch zur Ablösung einer geringen Menge an
Pulvern von den Rändern des Bandes, der bis dato im Stand der Technik noch keine
Aufmerksamkeit gewidmet wurde. So ist es jetzt erforderlich, auch die Ablösung
einer derart geringen Menge Pulvern zu verhindern. Eine sehr hohe Belastung wird
an den Rändern des Bandes aufgrund des gleitenden Kontaktes zwischen den
Seiten der Bandführung und den Rändern des Bandes angewandt. Es ist sehr
schwierig, die Ablösung einer geringen Menge von Pulvern von den Rändern des
Bandes zu verhindern. Um den Abrieb bzw. die Ablösung einer geringen Menge von
Pulvern von den Rändern des Bandes zu verhindern, wird das mehr als 80 Gew.-%
der beiden oben erwähnten Polyurethanharze enthaltende Bindemittel in der
vorliegenden Erfindung verwendet.
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Jedoch besteht ein schwerwiegendes Problem, das mit der Verwendung eines
Bindemittels, das ungefähr 30 bis 50 Gew.-% eines Polyurethanharzes mit einer Tg
von 0ºC oder darunter, wie in der obigen Veröffentlichung genannt, verknüpft ist,
darin, daß das Bindemittel sogar in einer normalen Umgebung bei leicht erhöhter
Temperatur erweichen kann. Folglich wird zwischen der Magnetschicht und dem
Magnetkopf, dem Bandführungsstift oder dergleichen eine hohe Reibung erzeugt,
wobei die Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz des Bandes sehr schlecht wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Polyurethanharz B mit einer in dem
oben erwähnten Bereich liegenden Tg zusammen mit dem Polyurethanharz A
anstelle eines solchen Polyurethanharzes mit einer Tg von 3ºC oder darunter
verwendet, so daß ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erhalten werden kann,
das bezüglich seiner Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz in einer Umgebung mit
hoher Temperatur verbessert ist, hoch effektiv zur Verhinderung des Abriebs von
Pulvern von den Randabschnitten ist, mit einer verbesserten Empfindlichkeit im
Bezug auf die Kalandrierung hergestellt werden kann, und hervorragende
elektromagnetische Eigenschaften hat.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Tangenten M und N zur
Ermittlung des Krümmungspunktes zeigt.
ERLÄUTERNDER AUFBAU:
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Die erläuternden Bauweisen der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich
erklärt.
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Gemäß dem magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung
macht das Polyurethanharz A mit einer Glasübergangstemperatur von 60ºC ≤ Tg ≤
80ºC, vorzugsweise von 70ºC ≤ Tg ≤ 80ºC, 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis
50 Gew.-% des Bindemittels aus.
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Das Polyurethanharz A mit einer zu geringen Tg verschlechtert wahrscheinlich die
Betriebshaltbarkeit (Betriebsdauer) bzw. Laufkonstanz des magnetischen
Aufzeichnungsmediums in einer Umgebung mit hoher Temperatur, wobei dies zu einigen
Fehlern bzw. technischen Problemen führt. Wenn das Polyurethanharz A eine zu
hohe Tg hat, wird es wahrscheinlich nicht nur schlecht im Bezug auf seine
Löslichkeit in Lösungsmitteln und somit bezüglich der Verteilbarkeit, sondern verursacht
wahrscheinlich auch einen Abfall in der Empfindlichkeit gegenüber der
Kalandrierung, was zu einer Abnahme der elektromagnetischen Eigenschaften der
Magnetschicht führt.
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Wenn das Bindemittel zu wenig Polyurethanharz A enthält, neigt die
Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz des magnetischen Aufzeichnungsmediums dazu,
schlechter zu werden, was zu einigen technischen Störungen bzw. Fehlern führt. Ein
zu viel auf der anderen Seite macht die Empfindlichkeit bezüglich der Kalandrierung
wahrscheinlich schlechter, was nicht nur zu einer Verschlechterung der
elektromagnetischen Eigenschaften der Magnetschicht, sondern auch zu einer
geringen Wirkung bei Verhinderung des Abriebs von Pulvern führt.
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Vorzugsweise hat das verwendete Polyurethanharz A ein Zahlenmittel des
Molekulargewichts von 5.000 bis 60.000, insbesondere 20.000 bis 40.000. Wenn
das Zahlenmittel des Molekulargewichts zu niedrig ist, fällt die Grenzflächen- bzw.
Zwischenschicht-Bindungsstärke zwischen der Magnetschicht und dem nicht-
magnetischen Trägerfilm ab und bringt die Magnetschicht dazu, sich leicht
abzureiben oder abzulösen. Wenn sie auf der anderen Seite zu hoch ist, wird das
Polyurethanharz A schlecht verteilt, wobei dies zu einem Abfall der
elektromagnetischen Eigenschaften der Magnetschicht führt.
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Das Polyurethanharz B mit einer Tg von 3ºC ≤ Tg ≤ 25ºC, vorzugsweise von 5ºC ≤
Tg ≤ 20ºC macht 30 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 70 Gew.-% des
Bindemittels aus.
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Das Polyurethanharz B mit einer zu geringen Tg verursacht, daß die
Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz des magnetischen Aufzeichnungsmediums
insbesondere in einer Umgebung mit hoher Temperatur wahrscheinlich schlechter
wird, was zu einigen Fehlern führt. Das Polyurethanharz B verursacht, wenn es eine
zu hohe Tg hat, daß die Empfindlichkeit gegenüber der Kalandrierung abnimmt, die
Oberfläche der Magnetschicht rauh hinterlassen wird, und folglich die
elektromagnetischen Eigenschaften, wie der Ausgang abnehmen.
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Zu wenig an Polyurethanharz B zieht einen Abfall der Empfindlichkeit gegenüber der
Kalandrierung nach sich, wobei dies zu einem Abfall der elektromagnetischen
Eigenschaften der Magnetschicht führt. Ein zu viel verursacht auf der anderen Seite,
daß die Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz des magnetischen
Aufzeichnungsmediums in einer Umgebung mit hoher Temperatur schlechter wird.
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Vorzugsweise hat das verwendete Polyurethanharz B ein Zahlenmittel des
Molekulargewichts von 5.000 bis 60.000, insbesondere 20.000 bis 40.000. Wenn
das Zahlenmittel des Molekulargewichts zu niedrig ist, fällt die Grenzflächen-
Bindungsstärke zwischen der Magnetschicht und dem nicht-magnetischen Basisfilm
ab, so daß die Magnetschicht dazu neigt, sich abzureiben oder abzulösen. Wenn sie
auf der anderen Seite zu hoch ist, wird das Polyurethanharz B schlecht verteilt,
wobei die elektromagnetischen Eigenschaften der Magnetschicht dazu neigen
abzufallen.
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Vorzugsweise liegt die Differenz der Tg zwischen den Polyurethanharzen A und B
bei 40 bis 70ºC. Wenn eine derartige Differenz größtenteils von diesem Bereich
abweicht, tritt ein Problem bezüglich des Abriebs bzw. der Ablösung von Pulvern mit
einem Abfall der Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz des magnetischen
Aufzeichnungsmediums auf. Es ist zu verstehen, daß die Glasübergangstemperatur Tg durch
die Verwendung des im folgenden Text erwähnten, dynamischen
Viskoelastizitätsmeters bestimmt werden kann.
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Die Gesamtmenge des Polyurethanharzes A und B beträgt vorzugsweise 80 bis 100
Gew.-%, insbesondere 95 bis 100 Gew.-%, des verwendeten Harzes. Wenn die
gesamte Menge der Polyurethanharze A und B zu gering ist, tritt ein Abrieb von
Pulvern von den Rändern des Bandes ein, wobei dieser verursacht, daß die
Fehlerquote wahrscheinlich ansteigt, die Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz des
magnetischen Aufzeichnungsmediums in einer Umgebung mit hoher Temperatur
dazu neigt, schlechter zu werden oder die Empfindlichkeit gegenüber der
Kalandrierung dazu neigt abzufallen, wobei sie so die Oberfläche der Magnetschicht
rauh hinterläßt und sich die elektromagnetischen Eigenschaften, wie der Ausgang
wahrscheinlich verschlechtert.
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Jedes gewünschte im allgemeinen für derartige magnetische Aufzeichnungsmedien
verfügbare Polyurethanharz kann als Polyurethanharz A und B mit der Bedingung
verwendet werden, daß es die oben erwähnte Glasübergangstemperatur Tg hat. Um
die Dispergierbarkeit der in der Magnetschicht enthaltenen Pulver, wie
ferromagnetische Pulver und die Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz der
Magnetschicht zu verbessern, ist es jedoch bevorzugt, daß die Polyurethanharze A
und 1 oder B eine polare Gruppe in Ihren Molekülen haben.
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Vorzugsweise enthalten die Polyurethanharze A und B wenigstens eine polare
Gruppe, d. h. eine schwefelhaltige Gruppe, wie die Sulfonsäure- und die
Schwefelsäuregruppe oder deren Ester oder Salze, eine phosphorhaltige Gruppe, wie
Phosphonsäure, Phosphinsäure und Phosphorsäure oder deren Ester oder Salze,
eine Carbonsäuregruppe oder deren Salze. Besonders bevorzugt sind eine
Sulfonsäuregruppe (-SO&sub3;Y), eine Carbonsäuregruppe (-COOY) und eine
Phosphonsäuregruppe (-PO&sub3;Y), worin Y entweder H oder ein Alkalimetall sein können.
Vorzugsweise sind, berechnet pro Molekül, 0,1 bis 5 derartige polare Gruppen pro
Molekül Polyurethanpolymer enthalten.
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Das für das magnetische Aufzeichnungsmedium der Erfindung verwendete
Bindemittel kann darüber hinaus noch bis zu 20 Gew.-% andere als die
voranstehend erwähnten Polyurethanharze A und B enthalten. Vertrauen kann dabei
auf herkömmlicher Weise verwendete Harze gesetzt werden. Zum Beispiel kann von
Polyurethanharzen, deren Tg von dem voranstehend erwähnten Bereich abweicht,
wie Vinylchlorid-Acrylsäureester-Copolymeren, Vinylchlorid-Vinylacetat-
Copolymeren, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymeren, Vinylchlorid-Acrylnitril-
Copolymeren, Acrylsäureester-Acrylnitril-Copolymeren, Acrylsäureester-
Vinylidenchlorid-Copolymeren, Methacrylsäureester-Vinylidenchlorid-Copolymeren,
Methyacrylsäureester-Ethylen-Copolymeren, Polyvinylfluorid-Vinylidenchlorid-
Acrylnitril-Copolymeren, Acrylnitril-Butadien-Copolymeren, Polyamidharzen,
Polyvinylbutyral, Cellulosederivaten, (d. h. Celluloseacetatbutyrat, Cellulosediacetat,
Cellulosetriacetat, Cellulosepropionat und Nitrocellulose), Styrol-Butadien-
Copolymeren, Polyesterharz-Chlorvinyletheracrylat-Copolymer, Aminoharzen und
thermoplastischen Harzen vom Typ des synthetischen Gummis Gebrauch gemacht
werden. Von diesen Harzen wird Polyurethanharz besonderer Vorzug gegeben, um
die Wirkung zur Verhinderung der Ablösung von Pulvern von den Rändern bzw.
Kanten des Bandes zu verstärken. Diese können allein oder in Kombination von
zwei oder mehr verwendet werden.
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Vorzugsweise enthält die Magnetschicht das Bindemittel in einer Menge von 5 bis 30
Gew.-Teilen, insbesondere 15 bis 25 Gew.-Teilen, pro 100 Gew.-Teile des
ferromagnetischen Pulvers. Bei einem zu geringen Gehalt vermindert das
Bindemittel die Festigkeit der Magnetschicht und macht wahrscheinlich so die
Betriebshaltbarkeit der Magnetschicht schlechter. Auf der anderen Seite senkt ein
zuviel die elektromagnetischen Eigenschaften der Magnetschicht aufgrund einer
Abnahme des Gehaltes an ferromagnetischem Pulver ab.
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Als Quervernetzungsmittel für die Bindemittelharze ist es bevorzugt, verschiedene
Polyisocyanate, insbesondere Diisocyanate zu verwenden. Es ist besonders
bevorzugt, Tolylendiisocyanat und/oder Hexamethylendiisocyanat und/oder
Methylendiisocyanat zu verwenden. Diese Quervernetzungsmittel werden besonders
bevorzugt in Form eines Quervernetzungsmittels verwendet, das in Richtung
Trimethylolpropan oder Analoga mit einer Vielzahl von Hydroxylgruppen modifiziert
ist, oder einem Quervernetzungsmittel von Isocyanurat-Typ, in dem drei Moleküle
der Isocyanatverbindung aneinander gebunden sind. Das Quervernetzungsmittel
wird an die funktionellen in den Bindemittelharzen zur Quervernetzung der Harze
enthaltenen Gruppen etc. gebunden. Der Gehalt des Quervernetzungsmittels ist
vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile des Bindemittels.
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Als ein für das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendetes ferromagnetisches Pulver können geeignete Pulver in
Abhängigkeit von der Verwendung unter feinen Oxidpulvern ausgewählt werden, wie
diejenigen aus γ-Fe&sub2;O&sub3;, cobalthaltigem γ-Fe&sub2;O&sub3;, Fe&sub3;O&sub4;, cobalthaltigem γ-Fe&sub2;O&sub3; und
CrO&sub2; und bekannte Magnetpulver, wie Pulver aus Fe, Co, Ni und ihren Legierungen,
wobei diesen keine besondere Beschränkung auferlegt ist.
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Die ferromagnetischen Pulver können im allgemein erhältliche Nadel-, Spindel-,
Partikel-, Plättchen- oder alle anderen verfügbaren Formen annehmen. Jedoch sind
die Nadel- oder Spindelform der Partikel- oder Plättchenform aus den Gründen
vorzuziehen, daß die Wirkung der Orientierung in einem magnetischen Feld
verstärkt wird, die longitudinale Stärke des magnetischen Feldes selbst intensiviert
wird und so weiter. Keine besondere Beschränkung wird bezüglich weiterer
Faktoren, wie der Form der Pulver d. h. durchschnittlicher Hauptdurchmesser und
durchschnittliches Achsenverhältnis auferlegt. Jedoch ist es bevorzugt, daß der
durchschnittliche Hauptdurchmesser und das durchschnittliche Achsenverhältnis
ungefähr 0,1 bis 5 um, beziehungsweise ungefähr 3 bis 15 sind, obwohl sie in
Abhängigkeit vom Aufbau der magnetischen Endschicht variieren.
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Darüber hinaus sind die Koerzitivkraft Hc, die Sättigungsmagnetisierung σs und
weitere Faktoren der ferromagnetischen Pulver nicht problematisch; sie können in
Abhängigkeit vom Zweck ausgewählt werden. Jedoch ist es im allgemeinen
bevorzugt, daß Hc und σs innerhalb der Bereiche von ungefähr 27,9 bis 159,2 kA/m
(350 bis 2.000 Oe), beziehungsweise ungefähr 50 bis 150 Am²/kg (emu/g) sind.
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Derartige ferromagnetische Pulver können ungefähr 70 bis 90 Gew.-Teile der
Zusammensetzung der Magnetschicht ausmachen. Ein zuviel an ferromagnetischen
Pulvern erschwert es aufgrund einer Abnahme des Gehalts an Bindemittel eine
Oberflächenglätte durch Kalandrierung zu erreichen, wobei ein zu wenig es
unmöglich macht, einen hohen Output bzw. Ausgang zu erreichen.
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Um die mechanische Festigkeit der Magnetschicht zu erhöhen, ist es bevorzugt, daß
die Magnetschicht darüber hinaus feine anorganische Teilchen, wie α-Al&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;,
TiO&sub2;, SiC und α-Fe&sub2;O&sub3; enthält. Falls erforderlich kann die Magnetschicht
Dispergiermittel, wie Phosphorsäureester und Fettsäuren, Gleitmittel, wie
Fettsäureester und Silikonöl, sowie weitere Zusätze enthalten.
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Ein magnetisches Beschichtungsmaterial kann durch Zugabe eines organischen
Lösungsmittels zu den Bestandteilen einer derartigen Magnetschicht-
Zusammensetzung hergestellt werden. Die verwendeten organischen Lösungsmittel
sind nicht problematisch; verschiedene im allgemeinen für magnetische
Aufzeichnungsmedien verwendete organische Lösungsmittel, z. B. Ketone, wie
Cyclohexanon, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Isophoron, aromatische
Lösungsmittel, wie Toluol, und Furan-Lösungsmittel, wie THF, können in
Abhängigkeit vom Zweck einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr verwendet
werden. Der Gehalt des organischen Lösungsmittels im magnetischen
Beschichtungsmaterial ist ebenfalls nicht problematisch; er kann in Abhängigkeit von
der Zusammensetzung des magnetischen Beschichtungsmaterials, der Art der
Herstellung, der Art der Beschichtung und so weiter bestimmt werden.
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Das hergestellte magnetische Beschichtungsmaterial wird auf den nicht-
magnetischen Basisfilm, der nicht problematisch ist, aufgezogen, und kann somit
Bandform oder weitere Formen mit gegebener Größe gemäß den verschiedenen
Standards haben, der in Abhängigkeit von der Verwendung aus verschiedenen
flexiblen oder verschiedenen starren Materialien hergestellt werden kann. Zum
Beispiel können Polyester, wie Polyethylenterephthalat und Polyethylennaphthalat,
Polyamide und weitere verschiedene Harze als flexible Materialien erwähnt werden.
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Keine besondere Beschränkung wird auferlegt, wie das magnetische
Beschichtungsmaterial beschichtet wird; es kann auf den nicht-magnetischen
Basisfilm durch eines der herkömmlichen Verfahren aufgezogen werden, das
ebenfalls in Abhängigkeit vom Verwendungszweck ausgewählt werden kann. Die
Magnetschicht kann entweder einen einschichtigen Aufbau oder einen
mehrschichtigen Aufbau bzw. Multilayer-Struktur haben. Darüber hinaus kann eine
Vorbeschichtungsschicht zwischen der Magnetschicht und dem nicht-magnetischen
Basisfilm bereitgestellt werden, um die Adhäsion zwischen ihnen zu verbessern,
oder eine nicht-magnetische Schicht oder dergleichen zwischen der Magnetschicht
und dem nicht-magnetischen Basisfilm oder der Vorbeschichtungsschicht
bereitgestellt werden, um die Empfindlichkeit gegenüber der Kalandrierung zu
verbessern. Diese können in Abhängigkeit von der Funktion des magnetischen
Aufzeichnungsmediums, dem Verwendungszweck oder anderer Überlegungen
ausgewählt werden. Es ist anzumerken, daß wenn eine magnetische
Aufzeichnungsschicht mit einem mehrschichtigem Aufbau verwendet wird, oder eine
zusätzliche nicht-magnetische Schicht bereitgestellt wird, es bevorzugt ist, die
obigen Bereiche der Polyurethane A und B in die Bindemittel aller dies enthaltenden
Schichten einzubauen, wodurch die Ablösung von Pulvern verhindert wird.
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Das magnetischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung wird durch die
Schritte der Orientierung, Trocknung, Kalandrierung, Härtung und weiterer
Verarbeitung nach Aufbringen des Beschichtungsmaterials hergestellt. Diese
Schritte sind nicht problematisch; herkömmliche Schritte können im Abhängigkeit
vom Zweck selektiv verwendet werden. Die auf diese Weise erhaltene
Magnetschicht kann, wenn sie eine Einzelstruktur ist, gewöhnlich eine Dicke von
ungefähr 0,3 bis 6 um haben.
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Um die Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz der magnetischen
Aufzeichnungsschicht zu verbessern und die Magnetschicht vor Aufladung, sowie für
weitere Zwecke zu schützen, ist es gemäß der Erfindung bevorzugt, eine
Rückenbeschichtungsschicht bereitzustellen. Die Rückenbeschichtungsschicht kann
in herkömmlicher Weise bereitgestellt werden.
BEISPIELE:
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Die Erfindung wird nun anhand der Beispiele näher erläutert.
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Ein magnetisches DCC-Band mit einer Magnetschicht und einer
Rückenbeschichtungsschicht wurde in der folgenden Weise hergestellt. Wenn nichts
anderes gesagt ist, sind die Zusammensetzungen der Magnetschicht und der
Rückenbeschichtungsschicht in Gew.-Teilen angegeben.
Magnetschicht:
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Co-dotiertes γ-Fe&sub2;O&sub3; 100
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(mit BET-, Hc- und σs-Werten von 40 m²/g, 57,3 kA/m, (720 Oe) und 75 Am²/kg
(emu/g))
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Bindemittel (mit den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten Zusammensetzungen) 17
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α-Aluminiumoxid (mit einem Teilchendurchmesser von 0,2 um) 1,5
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Myristinsäure 0,5
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Polyisocyanat 5
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Ethylmethylketon 290
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Cyclohexanon 90
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Die magnetischen aus den zuvor genannten Bestandteilen aufgebauten
Beschichtungsmaterialien mit den in den Tabellen 1 und 2 gezeigten
Zusammensetzungen an Bindemitteln wurden hergestellt. Auf einen 10 um dicken,
nicht-magnetischen Basisfilm aus Polyester wurde jedes Beschichtungsmaterial
aufgezogen, in einem Magnetfeld orientiert, getrocknet und kalandriert, um eine 2 um
dicke Magnetschicht zu bilden, die dann während 24 Stunden auf 60ºC erwärmt
wurde. Es ist hier anzumerken, daß das Polyurethanharz eine Sulfonsäuregruppe
enthielt. In den Tabellen 1 und 2 ist die Prozentzusammensetzung des Bindemittels
in Gew.-% angegeben.
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Die aus den folgenden Komponenten aufgebaute Rückenbeschichtungsschicht
wurde auf der zur Magnetschicht hinteren Seite auf dem nicht-magnetischen
Basisfilm gebildet.
Rückenbeschichtungsschicht
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Ruß (mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,03 um) 97
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nicht-magnetische Pulver (SiO&sub2;-Pulver mit einer durchschnittliche Teilchengröße von 60 um) 3
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Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymer 70
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Polyurethan 30
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Silikonöl 2
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Polyisocyanat 30
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Methylethylketon 840
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Toluol 560
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Ein Beschichtungsmaterial für eine aus den vornstehenden Komponenten
zusammengesetzte Rückenbeschichtungsschicht wurde aufgezogen, getrocknet,
kalandriert und während 24 Stunden bei 60ºC erwärmt, um eine 0,5 um dicke
Schicht zu bilden.
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Das erhaltene magnetische Aufzeichnungsmedium wurde bewertet. Nachstehend
wird festgelegt, wie die Tg der Polyurethanharze zu messen ist, und wie eine
Bewertung von jeder der Proben von den erhaltenen magnetischen
Aufzeichnungsmedien zu bewerten ist.
Messung der Tg:
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Unter Verwendung eines dynamischen Viskoelastizitätsmessers "Viskoelastizitäts-
Spectrometer Typ-VES-F-III", Iwamoto Seisakusho K. K., wurde die Tg unter den
folgenden Bedingungen gemessen:
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kontinuierliche Anwendung einer sinuswellenförmigen Spannung mit einer Frequenz
von 100 Hz;
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Amplitude: 20 um
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Erwärmungsausmaß: 2ºC/min.
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Die Tg wurde aus dem Krümmungspunkt einer Temperaturabhängigskurve eines
Wertes von log E' des auf diese Weise erhaltenden dynamischen Elastizitätsmoduls
E' ermittelt. Wie aus Fig. 1 oder einer die Temperaturabhängigkeitskurve des
Wertes von log E' zeigenden graphischen Darstellung entnommen werden kann,
wird der Krümmungspunkt als der Schnittpunkt der Tangenten M und N definiert.
Bewertung der Ablösung von Pulvern
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Jedes magnetische Aufzeichnungsmedium oder Bandprobe wurde wiederholt auf
einem DCC900 Bandrecorder (Phillips) bei 25ºC 24 Stunden laufen lassen, um eine
optische Bewertung durchzuführen, bis zu welchem Grad magnetische von den
Kanten bzw. Rändern des Bandes abgelöste Pulver auf dem Bandpolster abgelagert
wurden. In den Tabellen 1 und 2 stellt O Proben ohne wesentliche Ablagerung von
Pulvern auf der Bandpolsterung dar, A Proben mit einer Wahrscheinlichkeit einer
ansteigenden Fehlerquote, x Proben mit einer wahrnehmbaren Ablagerung von
Pulvern auf der Bandpolsterung und xx Proben mit einer beachtlichen Ablagerung von
Pulvern auf der Bandpolsterung.
Bewertung des Outputs (Ausgangs):
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Unter Verwendung eines DTT1000 Bandrecorders (Phillips) wurde ein 48
kHz-Signal aufgenommen, um den Output auf Playback zu messen. Die Proben wurden als
unannehmbar erachtet, wenn der Output unter dem Niveau für den Referenz-Output
von 0,0 dB des magnetischen Aufzeichnungsmediums Probe Nr. 1 oder eines
herkömmlichen Mediums mit einem zufriedenstellenden Output-Wert lag.
Lauftest bei hoher Temperatur
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Jedes Magnetband wurde wiederholt auf einem DCC900 Bandrecorder (Philipps) bei
60ºC 24 Stunden laufen gelassen. In einem Testlauf wurden 30 Proben (n = 30)
verwendet. Die Bewertung wurde im Hinblick auf die Anzahl der Proben getroffen, in
denen einige Schwierigkeiten aufgrund eines ansteigenden Drehmoments auftraten.
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Die Ergebnisse der Bewertung sind zusammen mit der Art des verwendeten
Bindemittels, der Tg und den Prozentzahlen für die Zusammensetzung in den
Tabellen 1 und 2 gezeigt.
Tabelle 1
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* = Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymer
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Tabelle 2
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* Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymer
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Wie aus den Tabellen 1 und 2 entnommen werden kann, sind die das Bindemittel im
erfinderischen Bereich enthaltenden Magnetbandproben wirksam zur Verhinderung
der Ablösung von Pulvern von den Oberflächen der Magnetschichten und den
Randabschnitten und bezüglich der Betriebshaltbarkeit bzw. Laufkonstanz in einer
Umgebung mit hoher Temperatur und des Outputs sehr verbessert.
Beispiel 2
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Ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem Zweischichtenaufbau, das eine
Co-dotiertes γ-Fe&sub2;O&sub3; (Hc: 53,8 kNm (700 Oe) und BET: 28 m²/g) enthaltende untere
Schicht mit einer Dicke von 1,5 um nach der Trocknung und eine Co-dotiertes γ-
Fe&sub2;O&sub3; (Hc: 53,8 kA/m (720 Oe) und BET: 40 m²/g) enthaltende obere Schicht mit
einer Dicke von 0,5 um nach der Trocknung enthält, wurde gemäß Beispiel 1
hergestellt. Sowohl die obere als auch die untere Schicht enthielten die
Polyurethanharze A (Tg = 70ºC) und B (Tg = 20ºC) im Verhältnis von 50 : 50 als Bindemittel.
Die Ergebnisse dieses Mediums oder Probe Nr. 31 sind ebenfalls in Tabelle 2
gezeigt.