DE2208792A1

DE2208792A1 - Magnetisches tonband mit verbessertem frequenzgang fuer hohe frequenzen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2208792A1
Application number: DE19722208792
Authority: DE
Inventors: James K Knudsen; Kenneth J Perrington; Peter J Vogelgesang
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1971-02-26
Filing date: 1972-02-24
Publication date: 1973-03-08
Also published as: FR2126451B1; GB1366192A; SE382274B; NL7202051A; IT948737B; DE2208792B2; AR192622A1; CA963321A; JPS5228364B1; ES399853A1; FR2126451A1; BE779893A

Description

Minnesota Mining and Manufacturing Company 3M Center, Saint Paul, Minnesota 551ol/ USA

"Magnetisches Tonband mit verbessertem Frequenzgang

für hohe Frequenzen und Verfahren zu seiner Herstellung"

Priorität: 26.Febr.1971; V.St.A.; Nr. 119,19ο 23.Aug. 1971; V.St.A.; Nr. 174,113

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Tonband mit verbesserter;! Frequenzgang für hohe Frequenzen, das aus einem nicht magnetisierbaren Schichtträger besteht, der zwei magnetisierbare Schichten trägt.

Ka I« L Me it Langem bekannt, daß bei der beruflichen Tonaufzeichnung Tonbänder den Schallplatten überlegen sind. Bisher dominierte jedoch die Schallplattenaufnahme auf dem 1U Hurkt fur KlviiHjt'rukaii die magrietiucnun Tonbänder etwas teurer und nicht ganz hu bequem zu handhaben waren.

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- S-

Diese Vorherrschaft wird durch die Popularität kompakter Kassetten infrage gestellt, die von der Firma N. V. Philips· Gloeilampenfabriken etwa im Jahre 19&5 auf den Markt gebracht wurden. Wegen ihrer niedrigen Bandgeschwindigkeit ist der Frequenzgang dieser Philips Kaasettenbänder für hohe Frequenzen begrenzt. Ks besteht ein Bedürfnis nach einem Kasaettenband, das bei gleicher Bandgeschwindigkeit einen besseren Frequenzgang für hohe Frequenzen aufweist.

Ks ist bekannt, daß magnetische Pigmente mit hoher Koerzitivkraft magnetischen Tonbändern einen verbesserten Frequenzgang für hohe Frequenzen verleihen. Solche Tonbänder sind jedoch mit den beschränkten Vorspannungs- bzw. Vormagnetisierungsfähigkeiten herkömmlicher Kassettenrecorder nicht kompatibel.

Um Chromdioxidbänder, die jetzt in Kassettenform auf dem Markt erscheinen, effektiv zu nutzen, muß man besonders konstruierte Magnetbandgeräte verwenden. Dasselbe gilt für andere magnetische Pigmente mit hoher Koerzitivkraft, z.B. für mit Kobaltoxid modifiziertes Gainma-Fe„O,, wie es aus der US-PS 3 573 980 bekannt ist. Aus der US-PS 2 645 130 ist bereits ein mehrfach beschichtetes magnetisches Tonband bekannt, dessen äußerste Schicht eine sehr hohe Koerzitivkraft hat, während die Koerzitivkraft der inneren Schichten progressiv abnimmt. Die Lehre dieser Patentschrift zielt zwar auf die Verbesserung des Frequenzganges für hohe Frequenzen ab, sie setzt den Durchschnitts!"achmann aber nicht in die Lage, ein magnetisches Tonband herzustellen, das mit den bestehenden Maanetbandaer^'ten kompatibel int.

Die wesentliche Abzieht dor UR-PS 2 641 L 3o vrar vielmehr, die Notv'cnrliakoi .t für elektrische Fntzcrruna (öl r>ctri ac\l equalization) nuf ein Minimum zu reduzieren. Dar; v/ürrlo aber bonondorr, nuruToloatr» Au^zei.chminasclnri.chhunften orforrtorn, fli.e r;ntwor1or t'f: i nn Fntzerrkroise (oqualizina circuits) odor stark nndi fi.z irrte Fntzerrkreise aufvroiscu. 3^r> Um ber,i;ere Frnpfi ndl ir-hkni t ^Ur hoho Frenuonzen zu erroirhcn, verwendet die UR-PR 2 643 llo mannetisierbare Stoffe mit srhrärcercr Stoiaunff <\or Hvnteresi s-Srhloi fe und zielt

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in dieser Eeziehuna an wesentlichen Aspekten der Erfindiincr vorbei.

Aufaabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem genannten Stand der Technik,ein magnetisches Tonband mit verbessertem Rtsquenzcrnna für hohe Frenuenzen zu schaff en,das diese Eiaenschaft auch bei der Verwendung auf herköimslichen Magnet-

*» 1.3. qeuohnltcftfn Xasse ff*η rBeordern* bandgeräten mit niedriger Bandgeschwindigkeit aufweist, Diese Aufgabe ist bei einem magnetischen Tonband, das aus einem nicht magnetisierbaren Schichtträger besteht, der übereinander zwei magnetisierende Schichten trägt, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Schicht aus einer homogenen Mischung von magnetisierbaren Teilchen mit nicht magnetisierbarem Bindemittel besteht. Die innere magnetisierbare Schicht ist dicker als die äußere und hat eine relativ niedrige Koerzitivkraft, während die äußere Schicht eine relativ hohe Koerzitivkraft hat.

Die zur Zeit auf dem Markt erhältlichen Kassettenrecorder 5 sind für die Verwendung von magnetischen Tonbändern ausgelegt, die eine Koerzitivkraft zwisoh-■■:>. j*00 Oe und 350 Oe haben. Ein erfindungsgemäßes Tonband, das in einem Kassettenrecorder verwendbar sein soll, der für einfache^ 5^m dick beschichtete Tonbänder ausgelegt ist, kann z.B. eine ^Hm dicke innere Schicht mit einer Koerzitivkraft von 27Ο-53Ο Oe und eine 1/tm dicke äußere Schicht mit einer Koerzitivkraft von 400-550 Oe aufweisen. Da die äußere Schicht dünner ist, kann ihre Koerzitivkraft höher sein und das Tonband trotzdem noch auf einem herkömmlichen Tonbandgerät verwendet werden, während eine dickere äußere Schicht eine Verminderung der Koerzitivkraft erfordert. Für die verschiedenen Dicken der äußeren Schicht ist die Wahl der folgenden Koerzitivkräfte besonders vorteilhaft:

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Dicke in./Um	Koerzitivkraft in Oe
0,5	600 - 800
0,75	450 - 650
1,0	400 - 550
1,25	380 - 480
1,5	370 - 46O
1,75	36O - 440

Eine lediglich 0,5/*m dicke, magnetisierbar äußere Schicht mit einer für den Handel notwendigen Gleich-

entsprechend förmigkeit wurde bei Verwendung eines/hohen Anteils von magnetisierbaren Partikeln bisher noch nicht erreicht, und es ist bei dem heutigen Stand der Technik schwierig, eine Ο,75/**πι dicke gleichförmige Schicht herzustellen. Folglich werden gegenwärtig äußere Schichten mit einer Dicke von \M\a bevorzugt. Andererseits bringt es keinen technischen Vorteil, die äußere Schicht dicker als 1äb herzustellen, und wenn die extrem teuren Chromdioxidpartikel für die äußere Schicht verwendet werden, dann gebietet es die ökonomische Vernunft, daß die äußere

Schicht möglichst -dünn gemacht wird, falls nicht die

Reduzierung dieser Dicke auf ungefähr 0,75 U^ noch größer· Kosten verursacht.

Die innere Schicht hat vorteilhafterweise eine Koerzitivkraft von wenigstens 240 Oe. Die optimale Tonaufzeichnung hat man bei den gegenwärtigen Kassettenrecordern bei Verwendung einer inneren Schicht mit einer Koerzitivkraft von 33O Oe erhalten. Während * bei einer Koerzitivkraft oberhalb 36O Oe die Kompatibilität problematisch wird, ist es im allgemeinen erwünscht, die Koerzitivkraft möglichst hoch zu halten.

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Bei Tonbändern, die auf Magnetbandgeräten verwendet werden sollen, die für einfach beschichtete Tonbänder mit einer Koerzitivkraft von oberhalb 300-350 Oe ausgelegt sind, sollte die Koerzitivkraft sowohl der inneren als auch der äußeren Schicht proportional größer sein. Für ein Magnetbandgerät zum Beispiel, das für einfach beschichtete Tonbänder mit einer Koerzitivkraft von 450-525 Oe ausgelegt ist, kann man ein erfindungsgemäßes Tonband verwenden, dessen äußere Schicht 1 ^m dick ist und eine Koerzitivkraft von ungefähr 600-825 Oe haben sollte, und dessen innere Schicht eine Koerzitivkraft von ungefähr 360-540 Oe haben sollte.fbie Erfindung ist zwar besonders wichtig für Philips-

Band' Kassetten, wegen ihrer niedrigen geschwindigkeit, sie ist

aber auch für verschiedene andere Tonbänder geeignet.

Ein Stamm- oder Hauptband, das mit einem einfach beschichteten Band mit einer Koerzitivkraft von 300-350 Oe kompatibel ist, kann z.B. eine 1-1,75^m dicke äußere Schicht mit einer Koerzitivkraft von 375-550 Oe haben, während beide magnetisierbare Schichten zusammen ungefähr 15/Am dick sein können.

Diese Eigenschaften des Tonbandes würden eine Verringerung der Bandgeschwindigkeit im Vergleich zu den gewöhnlichen Hauptbändern ermöglichen, die bei den meisten gegenwärtig erhältlichen Tonbandgeräten verwendet werden.

Die zur Zeit im Handel erhältlichen Philips-Kassetten werden mit drei verschieden langen Bändern verkauft, nämlich mit den Bändern C-60, C-90 und C-120, wobei die Zahl jeweils die

in Minufctt

gesamte Spieldauer/in beiden Richtungen angibt. Die magneti-

im adget»efh*n

sierbare Schicht der Kassettenbänder C-60 und C-90 ist/ungefähr 5y#in dick, so daß die innere Schicht mit einer Dicke von 3i25-4»5_/^ni zulässig ist. Die magnetisierbare Schicht des Kassettenbandes C-120 mit dem zur Zeit verwendeten

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Schichtträger aus Polyester kann nur ungefähr 3 U^. dick sein, so daß für die innere Schicht eine Dicke von 2-2,5/<in zur Verfügung bleibt, die in jedem Fall wenigstens so dick wie die äußere Schicht sein sollte, so daß man bei Verwendung auf herkömmlichen Magnetbandgeräten bei niedrigen Frequenzen eine hinreichend hohe Ausgangsleistung erhält.

Zur Erzielung der erwünschten hohen Ausgangsleistung sollte jede Schicht einen gewichtsmäßig größeren Anteil von magnetisierbaren Teilchen enthalten. Ein hoher Anteil von magnetisierbaren Teilchen gegenüber dem Bindemittel ist in der äußeren Schicht besonders zweckmäßig, z.B»_etwa -4 -bi3--5 Gewichtsteile Teilchen auf 1

,Gewichtsteil nicht magnetisierbaren Materials des — .Bindemittelanteils. Vortoilhafterweise wird das gleiche hohe Mischungsverhältnis auch bei der inneren Schicht verwendet, besonders wenn die gesamte magnetisierbare Beschichtung ziemlich dünn ist, wie es bei dem Band der Kassette C-120 der Fall ist.

Um einen innigen Kontakt zwischen dem Tonband und dem Kopf zu erzielen, der für einen guten Frequenzgang für hohe Frequenzen notwendig ist, sollte die Oberflächenrauhigkeit des Tonbandes, gemessen von der Spitze bis zur tiefsten Stelle, O,25,i<m nicht überschreiten und vorzugsweise weniger als 0,1/fm betragen, wenn die Oberflächenrauhigkeit mit dem 'Bendix Proficorder*bei Verwendung einer Diamantnadel von 2,5 Am gemessen wird. Der gute Frequenzgang für hohe Frequenzen hängt auch von der Remanenz der Oberflächenschicht ab, die eine Funktion von B , von dem Verhältnis H /B und von der

r c' r

Neigung der Hysteresisschleife abhängt. Die Ausgangsleistung bei hoher Frequenz wird besser, wenn B erhöht wird, wenn

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das Verhältnis H /B vergrößert wird und wenn die Neigung c r

der Hysteresisschleife steiler wird. H wird von der Auslegung des Magnetbandgerätes bestimmt wie oben bei den Ausführungen über die Dicke der Beschichtung angedeutet wurde. Folglich sollte, zur maximalen Vergrößerung der Ausgangsleistung für hohe Frequenzen, wobei die Kompatibilität erhalten bleiben soll, B und die Neigung der Hysteres/sschleife maximalisiert werden. Der Wert von B eines typischen erfindungsgemäßen Tonbandes beträgt weit über 1000 Gauß, und zur Erreichung einer steilen Neigung sollten die Partikel der äußeren magnetisierbaren Schicht so ausgerichtet sein, daß ihre magnetischenAcbsen möglichst in Längsrichtung fluchten. Vorteilhafterweise sollten die magnetisierbaren Teilchen der inneren Schicht ebenfalls/in Längsrichtung ausgerichtet sein.

Das erfindungsgemäße magnetische Tonband kann hergestellt werden, indem nacheinander auf den Schichtträger gleichförmige Schichten aufgebracht werden, die aus Dispersionen von magnetisierbaren Teilchen und nicht magnetisierbaren Bindemitteln in einem flüchtigen Trägerstoff bestehen. Das Bindemittel der inneren Schicht kann ein Vernetzungsmittel enthalten, das das Bindemittel so sehr aushärtet, daß es gegenüber dem flüchtigen Trägerstoff der Dispersion für die äußere Schicht

beständig ist. Nach dem Aufbringen der inneren Schicht kann es notwendig sein, das Band bei Zimmertemperatur oder bei.

leicht erhöhter Temperatur eine Zeit lang zu lagern, damit die innere Schicht eine hinreichend starke Lösungsmittelbeständig-

frfoaierifchen

keit entwickeln kann. Nachdem die innere Schicht diesen/Grad von Lösungsmittelbeständigkeit erreicht hat wird eine zweite Dispersion aus einem Bindemittel und aus Teilchen mit relativ hoher Koerzitivkraft auf die innere Schicht aufgebracht.

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Diese Schicht ist so dünn, daß der flüchtige Trägerstoff zu schnell verdampfen könnte, um die üblichen Glättungs-, Orientierunge- und Polierverfahren zu ermöglichen, wenn nicht ein Trägerstoff mit langsamer Verdampfungsgeschwin-

digkeit gewählt wird. Wie bei jedem Aufbringen einer magnetisierbaren Schicht sollte die Dispersion ein oberflächenaktives Mittel enthalten, das mit den flüchtigen Trägeretoff verträglich ist, damit die Gleichförmigkeit der Schicht und eine angemessene Adhäsion zwischen den magnetisierbaren Teilchen und dem Bindemittel gewährleistet ist.

In einem besonders vorteilhaften Aueführungsbeispiel umfaßt die innere Schicht nadeiförmige Gamma-Fe_?0 -Teilchen, die eine Koerzitivkraft von ungefähr 530 Oe haben und durch ein flaches magnetisches Feld in Längsrichtung ausgerichtet sind,:

wie es aus der US-PS 2 711 901 bekannt ist. Die äußere Schicht kann mit Kobaltoxid modifizierte Gan»a-Fe„0,-Teilchen enthalten, wie es aus der US-PS 3 573 980 bekannt ist, wobei die Teilchen ebenfalls mit Hilfe eines flachen magnetischen Feldes in Längsrichtung ausgerichtet sind. Eine solche Konstruktion ist nicht nur für Tonbänder geeignet, wie sie in Philips-Kassetten verwendet werden, sondern auch für andere übliche Formen von magnetischen Tonbändern, z.B. für Bänder, bei denen die "Längsrichtung" als pmfangsrichtung interpretiert werden muß.
Man nimmt an, daß bei diesem besondere vorteilhaften Ausführungsbeiepiel der Erfindung die magnetisierbaren Teilchen besser ausgerichtet sind, als die Teilchen eines Tonbandes,

ausgerichtete das lediglich eine einzige/Schicht der gleichen Gesamtdicke

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aufweist. Eine bessere Ausrichtung der Teilchen ergibt ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert Tonbänder mit extrem glatter Oberfläche, die deshalb aufgrund dieser glatten 5 Oberfläche einen besseren Frequenzgang für hohe Frequenzen aufweisen, als die bekannten, polierten Tonbänder. Diese verbesserte Oberflächenglätte erreicht man gemäß der Erfindung, indem das Tonband sowohl nach dem Aufbringen der inneren magnetisierbaren Schicht, als auch nach dem Aufbringen der äußeren magnetisierbaren Schicht nach bekannten Verfahren poliert wird. Diese doppelt polierten Tonbänder haben eine glattere Oberfläche als die bekannten einfach beschichteten Bänder, die in herkömmlicher Weise poliert worden sind.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigen:

Grafur- (gratare coater)

Fig. 1 eine/Beschichtungsvorrichtung/zur Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetbandes,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Magnetbandes und

Fig. 3 die Ausgangsleistungskurve eines erfindungsgemäßen Magnetbandes im Vergleich mit der Ausgangsleistungskurve eines handelsüblichen Magnetbandes hoher Qualität.

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Die in Pig. 1 gezeigte Gravur-Beschichtungsvorrichtung umfaßt einen Behälter 10, dem kontinuierlich eine Dispersion 11 aus magnetisierbaren teilchen- und Bindemittel zugeführt wird. .Diese Dispersion wird in den feinen Rillen einer Rillenwalze 12 aufgenommen, die an einem Abstreifmesser 13 vorbeiläuft, so daß im wesentlichen lediglich das in den Rillen enthaltene Material an der Rillenwalze 13 haften bleibt. Die Dispersion wird dann mit Hilfe einer Gummiwalze 14 gegen einen unbeschichteten Schichtträger gepreßt und auf diesen übertragen, der sich mit derselben Geschwindigkeit und in dieselbe, durch den Pfeil 16 angezeigte Richtung bewegt, wie die Rillenwalz« 1? Bevor ein bedeutender Anteil des flüchtigen Trägerstoffes verdampfen kann, wird das Rillenmuster der Schicht mit Hilfe einer flexiblen Klinge/geglättet. Der beschichtete Schichtträger läuft dann zur Ausrichtung der magnetisierbaren TeiCcften zwischen zwei Stabmagneten 18 hindurch zu einem geheizten Ofen 19» damit dort die aufgebrachte Schicht getrocknet wird.

Nachdem das Bindemittel dieser resultierenden Beschichtung soweit ausgehärtet ist, daß es dem flüchtigen Trägeretoff einer zweiten Dispersion widersteht, kann das beschichtete Band durch dieselbe Vorrichtung geführt werden, damit bei diesem Vorgang eine äußere magnetisierbare Schicht direkt auf die innere Schicht aufgebracht wird. Damit die äußere Schicht dünner als die innere Schicht wird, wird eine Rillen-

Ihfstschichiefi-

walze mit feineren Rillen verwendet. Das so erhaltene/^Band, das in Fig. 2 vergrößert dargestellt_;ist, umfaßt einen Schichtträger 15» eine relativ dicke innere magnetisierbare Schicht 21 und eine relativ dünne äußere Schicht 22.

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Beispiel:

In eine wassergekühlte Kugelmühle wurden die folgenden Stoffe eingefüllt:

kg

25 ^c/oige Lösung von Polyurethan- . . _„

Elastomer in Methyl-Äthyl-Keton '

JO °/>ig& Lösung von Phenoxyharz _„

in Methyl-Üthyl-Keton '

Oberflächenaktiver Stoff (phosphorylierter ,„ ethoxylierter langkettiger Alkohol)

Toluol 318

Me thy l-Äthyl- Keton 272

Es wurde das unter dem Handelsnamen "Estane" 5703 erbattüche Polyurethanverwendet, das durch Reaktion eines Polyesters mit end- " ^L ständigen Hydroxylgruppen aus 1,4-Butandiol und Adipinsäure mit ρ,ρ'-diphenylmethandiisocyanat und 1,4-Butandiol hergestellt wurde, wobei das Verhältnis von Isocyanat zu Hydroxyl etwas unterhalb 0,99 gehalten wurde, so daß man ein stabiles Polymer mit endständigen Hydroxylgruppen erhielt. Das Phenoxyharz war ein thermoplastisches Copolymer mit hohem Molekulargewicht, das aus äquivalenten Beträgen von Bisphenol A [_2,2-Bis (4-Hydroxyphenyl)propan3 und aus Diglycidyläther von Bisphenol A bestand und das unter dem Warnnamen^rPKHH*von der Union Carbide Corporation, vertrieben wurde.

Nach einer Mahldauer von fünf Minuten wurden 907 kg nadeiförmiger QraMme.-WeJü-j.-'.Teiichen. mit einer Koerzitivkraft von 330 Oe hinzugegeben. Es wurde vier Stunden lang gemahlen.

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und die Viskosität wurde mit Hilfe gleicher Teile von Methyl-Äthyl-Keton und Toluol auf 60 Zentipoise eingestellt, und dann wurde vier weitere Stunden lang gemahl£«. Danach wurden 18 kg Dinonyl-Natriumsulfosuccinat hinzugegeben und ungefähr weitere acht Stunden lang gemahlen, so daß man eine gleichförmige Dispersion erhielt. Während dieser Mahlstufen wurde eine Temperatur von ungefähr 27°-52°C eingehalten, die nicht über 58⁰C ansteigen durfte. Zu diesem Zeitpunkt wurden weitere 310 kg der gleichen Lösung von Polyurethan-Elastomer, 109 kg der gleichen Lösung von Phenoxyharz und jeweils 260 kg Toluol und Methyl-Äthyl-Keton hinzugefügt, und es wurde weitere zwei Stunden lang gemahlen, während der die Temperatur nicht über 49 C ansteigen durfte. Die Viskosität wurde dann mit einer Mischung von Methyl-Äthyl-Keton und Toluol im Verhältnis 2t1 auf 50 Zentipoise eingestellt.

Diese Dispersion wurde bei der Herstellung des Magnetbandes mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung verwendet. Der Schichtträger war ein biaxial orientierter PoIyäthylenterephthalat-Polyesterfilm mit einer Dicke von 1O,75y#m, der zur Erzielung einer besonders hohen Stärke in Längsrichtung asymmetrisch orientiert war. Der Polyester· film war zur Verbesserung der Adhäsion mit Parachlor phenol behandelt worden. Die Rillenwalze hatte ein Rillenmuster von 20 Killen pro cm.

Unmittelbar bevor diese Dispersion in den Beechichtungebehälter eingegeben wurde, wurden 21 kg eine· Verneteers

-U-

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für das Polyurethan-Elastomer untergemischt, nämlich der unter dem Handelsnamen "PAPI" von der Polychemical Division of Upjohn Company vertriebene Vernetzer, der ein Polymethylen—Polyphenyl—Isocyanat ist, das im Mittel 3>2 Isocyanat Gruppen pro Molekül enthält. Der beschichtete Polyesterträger wurde, nach dem Glätten und nachdem er zur Ausrichtung der magnetisierbar en teilchen, durch ,

_ ventilierten

das flache magnetische Feld gelaufen war, in einemYOfen ungefähr 1,5 Minuten lang auf eine. Temperatur von 66 C und danach 1,5 Minuten lang auf eine Temperatur von 93 C gebracht, damit die aufgebrachte Schicht austrock-

net Θ/ und der Träger/zu einer Rolle geformt. Die getrocknete Schicht hatte eine Dicke von ungefähr 3i75,#in. Ungefähr eine Stunde später wurde das Band entrollt und auf eine mittlere Rauhigkeit von ungefähr 0,1>5*m poliert.

Nachdem dieses Band in Rollenform 5 Tage lang bei Raumtemperatur gelagert war, um eine ausreichende Vernetzung des Polyurethan—Elastomers mit dem Phenoxyharz zu gewährleisten, wurde auf diese oben beschriebene Schicht eine äußere magnetisierbare Schicht aufgebracht. Die für die äußere Schicht verwendete Dispersion war in derselben Weise hergestellt wie die für die innere Schicht, mit den folgenden Ausnahmen. Die anfängliche Füllung bestand aus: ,

25 5°iger Lösung von Polyurethane-Elastomer 127

30 ?£iger Lösung von Phenoxyharz. 27

Oberflächenaktiver Stoff 32

Methyl-Äthyl-Keton 98

Xylol 227

-H-

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Cyclohexanon 157

Toluol 117

Die nadeiförmigen Gamma-FepO,- Teilchen waren zur Erzielung einer Koerzitivkraft von 440 Oe mit Kobaltoxid modifiziert. Zu dem Zeitpunkt, an dem zusätzliches Bindemittel hinzugefügt wurde, wurden die folgenden Zutaten hinzugegeben:

25 5°ige Lösung von Polyurethan-

Elastomer 310

30 $ige Lösung von Phenoxyharz 65

Cyclohexanon 352

Xylol 45

Nach dem Ende der Mahlzeit wurde die Viskosität auf 45 Zentipoise eingestellt, und zwar mit den folgenden Zutaten]

Cyclohexanon 17

• Xylol 8,5

Toluol 4t5

Die Rillenwalze wurde jetzt durch eine andere ersetzt, die 60 Rillen pro cm aufwies, im übrigen wurde die Beschichtung jedoch in derselben Weise vorgenommen, um eine äußere magnetisierbare Schicht zu erhalten, deren Dicke im trockenen Zustand 1-1,25/»m betrug. Innerhalb ungefähr einer Stunde wurde die Oberfläche auf eine mittlere Rauhigkeit von ungefähr 0,04-0,05/*m poliert,

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und das Band wurde in Breiten von 3|8 mm geschnitten, damit es in Tonbandkassetten verwendet werden konnte.

Dieses doppelt beschichtete Band wurde bei einer Geschwindigkeit von 4»75 cm pro see mit Hilfe eines Mincom Series 400 Studio-Einbaulaufwerkes getestet, das mit einem 1/2-Spur-Kassettenrecorderkopf "Michigan Magnetics" mit einer Spaltbreite von 2aM. und mit einem 1/4-Spur-Kassettenwiedergabekopf "Nortronics" mit einer Spaltbreite von 1,25/£fm bestückt war. Die Wiedergabeelektronik war genormt, und es wurde ein vollspuriges Wiedergabe- und Justier-Kassetten-Band "Korelco TC-PR" verwendet. Füi eic Aufieichhunqselefötohik wurde die Betriebsvorspannung (1OÖ kHz) für ein herkömmliches Kassettenband (Typ'3 M 276^ hergestellt, so daß man bei 333 Hz die Spitzenempfindlichkeit erhielt, indem man das Vorspannungsniveau auf der Empfindlichkeitskurve für 6,3 kHz wählte, wo die Ausgangsleistung von ihrem Spitzenwert um 3»5 db abfällt. Die Prüfung der 333 Hz-Empfindlichkeitskurve sowohl für das konventionelle Band und auch für das doppelt beschichtete Band zeigte, daß diese kompatibel waren, das heißt, sie konnten mit derselben Betriebsvorspannung betrieben werden und wurden somit ..beim selben Betriebsspannungsniveau getestet. Die Recordetakientulerun^ wurde sowohl für das konventionelle als auch für das doppelt beschichtete Band so eingestellt, daß man einen insgesamt flachen Frequenzgang von ungefähr 50 Hz bis 15 kHz bei einem Pegel von ungefähr 20 db unterhalb des Pegels erhielt, bei dem _... .....

bei 333 Hz 3 '/a des Anteils der zweiten Oberschwingung {dritte Haimonische) erscheinen.

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Die Fig. 3 zeigt die Frequenzgangskurve für die beiden Bänder, wobei die Ausgangsleistung in db als Funktion der Frequenz aufgetragen ist. Die Kurve 31 zeigt die Abgabeleistung des doppelt beschichteten Bandes, und die Kurve 32 zeigt die Abgabeleistung des herkömmlichen

Bandes.wobei die Abgabeleistung jedes Bandes bei 333 Hz . läffften Harme

3 yo des Anteils der zweiten Oberschwingung /enthält.

Eine Prüfung der Figur 3 zeigt, daß das doppelt beschichtete Band bei hohen Frequenzen eine größere Leistung abgeben kann, bei 10 kHz ungefähr 10 db.

Die Verbesserung bei niedrigen Frequenzen beruht auf dem im Vergleich zu einem herkömmlichen Band höheren Pigmentanteil in der Grundschicht des doppelt beschichteten Bandes.

Das erfindungsgemäße doppelt beschichtete magnetische Tonband kann verschiedene magnetisierbar Teilchen enthalten, z.B. feine Eisenteilchen. Magnetisierbare Chromdioxidteilchen mit geeigneter Koerzitivkraft können sowohl in der inneren Schicht als auch in der äußeren Schicht verwendet werdenj wegen ihres hohen Preises beschränkt man sich aber ie allgemeinen darauf, sie lediglich in der äußeren Schicht «u verwenden.

Obwohl/zwei magnetisierbar« Schichten den Zweck der Erfindung vollständig erfüllen, können auch mehrer· maenatlaieraare Schickt«» verwandet wart«·· 2ua Beispiel kann eine Oberflächenschicht mit einer Sicke von lediglich einigen Mikrometern durch Ba-

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dampfung im Vakuum oder durch nichtelektrische Belegung auf der äußeren magnetisierbaren Schicht aufgebracht v/erden. Wenn in der äußeren Schicht magnetisierbares Chromdioxid enthalten ist, so kann diese Oberflächenschicht die Reibungs- und die Feuchtigkeitsernpfindlichkeit des Chromdioxids vermindern oder ganz verhindern.

Es sei bemerkt, daß maonetisierbare Schichten von maanetischen Tonbändern mit einer Stärke von weniger als 3,um, die in Bindemittel dispercrierte Teilchen aufweisen, bisher nicht bekannt qeworden sind. Es trifft zu,-daß bekannte plattierte Bänder wesentlich dünner sind; die Frfinduna bezieht sich jedoch nicht auf plattierte Bänder. Die Untergrenze von 1 Aim Gesamtschichtdicke des erfindungsaemässen Wertebereichs entspricht den derzeit überschaubaren technolocTischen.- Möcrlichkeiten, kann jedoch u.U. bei Weiterentwicklimn der Technolooie noch unterschritten werden, ohne daß der Bereich der Erfindung dadurch verlassen wird. Die Untergrenze von 1 ,um hat daher die Bedeutung einer Konkretisierung der erfinderischen Lehre, ohne eine theoretische Erfinduncrsunterarenze darstellen zu wollen.

Bei der ITerstelluna der erfindungscremäßen beiden Schichten werden aegenwärtia vorzugsweise die folaenden Stärken verwen-

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-'■'+■

Äußere Schicht 22: 0,5 bis 1,75.um, vorzugsweise 1,O bis 1,25 ,um.

Innere Schicht 21: 0,5 bis 14,5.um, vorzugsweise 1,75 bis 4 .um. · . -

Typische Verfahrensschritte zur Herstellung eines magnetischen Tonbandes mit verbessertem Frequenzgang für hohe Frequenzen, insbesondere bei der Aufnahme und Wiedergabe von Tonsignalen mit niedriger Bandgeschwindigkeit auf herkömmlichen Magnetbandgeräten, die zur Verwendung von einfach beschichteten Bändern mit einer Koerzitivkraft von 5/4 χ bis 3/2 χ Oe ausgelegt sind, wobei χ wenigstens ,i40 Oe bedeutet, sind die folgenden:

Auf einen nicht magnetisierbaren Schichtträger 15 wird eine dünne gleichförmige Schicht 21 aufgebracht, die aus einer Dispersion 11 eines kleineren Anteils von nicht magnetisierbarer«, vernetzendem Bindemittel und einem größeren Anteil von magnetisierbaren Teilchen mit einer Koerzitivkraft zwischen χ und 3/2 χ Oe, vorzugsweise 240 bis 360 Oe, in einem flüchtigen Trägerstoff besteht. Anschließend wird der Trägerstoff zur Erzeugung einer trockenen inneren Schicht 21 von mindestens 0,5^Um Stärke verdampft, und das Bindemittel durch Vernetzen in einen lösungsmittelbeständigen Zustand übergeführt. Auf die innere Schicht 21 wird eine dünne, gleichförmige äussere Schicht 22 aufgebracht, die aus einer zweiten Dispersion eines größeren Anteils von magnetisierbaren Teilchen und eines kleineren Anteils von nicht magnetisierbarem Bindemittel in einem flüchtigen Trägerstoff besteht. Durch Verdampfen des Trägerstoffs wird eine trockene, äußere Schicht 22 erzeugt, die dünner als die innere Schicht 21 ist, und die Koerzitivkraft der magnetiiiierbaren Teilchen der zweiten Dispersion nimmt entsprechend der Dicke die folgenden Vierte an:

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	-Vb-	'■	• ??08^r	mal	X 240
	49		*• . £. c,* U <J**	mal
Dicke in ,um:			Koerzitivkraft in Oe:	mal	X 240
0,5		600-803	mal	X 240
0,75		450-650	mal	χ . 240
1,0		400-550	mal	X 240
1,25		380-480
1,5		370-460
1,75		360^44O

Typische Verfalirens schritte zur Herstellung eines magnetischen Tonbandes mit außerordentlich glatter Oberfläche an der Schichtseite und mit verbessertem Frequenzgang für hohe Frequenzen, insbesondere bei der Aufnahme und Wiedergabe von Tonsignalen auf herkömmlichen Magnetbandgeräten mit niedriger Bandgeschwindigkeit sind die folgenden: .

Auf einen nicht magnetisierbarer Schichtträger 15 wird eine dünne gleichförmige Schicht 21 aufgebracht, die aus einer Dispersion 11 eines größeren Anteils von roagnetisierbaren Teilchen mit relativ niedriger Koerzitivkraft und einem kleineren Anteil von nicht magnetisierbarem vernetzendem Bindemittel in einem flüchtigen Trägerstoff besteht. Anschließend wird der Trägerstoff zur Erzeugung einer trockenen inneren Schicht 21 verdampft, die trockene, innere Schicht 21 poliert und das Bindemittel durch Vernetzen in einen lösungsmittelbeständigen Zustand übergeführt. Auf die innere Schicht 21 wird eine dünne, gleichförmige äußere Schicht 22 aufgebracht, die aus einer zweiten Dispersion eines größeren Anteils von magnetisierbaren Teilchen mit relativ hoher Koerzitivkraft um! einem kleineren Anteil von nicht ««gnfetisierbarem Bindesittei In einem flüchtigen Träcjerstoff besteht. Durch Verdanspfung des Trägerstoffes wird eine trockene äußere Schicht 22 erzeugt und anschließend poliert.

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Claims

ZO

Ansprüche

1. Magnetisches Tonband riit verbesserten Frequenzgang für hohe Frequenzen, insbesondere bei der Aufnahme und Wiedergabe von Tonsignalen auf herkönnlichen Magnetbandgeräten nit niedriger Bandgeschwindigkeit, das aus einem nichtnagnetisierbaren Schichtträger besteht, der übereinander zwei insgesamt bis etwa 15 .um dicke nagnetisierbare Schichten trägt, die jeweils aus einer homogenen Mischung aus einen» gewichtsmäßig arößeren Anteil von maanetisierbaren Teilchen und einen

nicht m&qnetisißrbaren

kleineren Anteil von/Bindemitteln bestehen, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere nagnetisierbare Schicht (22) unaefähr o,5 - 1,75 .um dick und ihre Oberflächenrauhigkeit nicht größer als o,25 ,um ist, daß die innere Schicht (21) mindestens so dick wie die äußere Schicht (22) ist, und daß

a) bei Tonbändern, die auf Tonbandgeräten verwendet werden sollen, die für einfach beschichtete Bänder mit einer Koerzitivkraft zwischen 3oo Oe und 35o Oe ausgelegt sind, die Koerzitivkraft der inneren Schicht 24o - 36o Oe beträgt, während die Koerzitivkraft der äußeren Schicht relativ zu ihrer Dicke die folgenden Werte hat:

Dicke in ,um Koerzitivkraft in Oe

I ————————————

o,5 6oo - 8oo

o,75 45o - 65o

l,o 4oo - 55o

1,25 38o - 48o

1,5 37o - 46o

1,75 . 36o - 44o

und gegebenenfalls

b) bei Tonbändern, die auf Tonbnndaeräten verwendet werden sollen, die für einfach beschichtete Bänder nit einer Koerzitivkraft oberhalb 3oo - 35o Oe ausgelegt sind, die Koerzitiv-

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-j» -M

kraft sowohl der inneren Schicht(21) als auch der äußeren Schicht (22) pronortional qrößer ist.

2. Magnetisches Tonband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Schicht (22) ungefähr 1 ,um dick ist und eine Koerzitivkraft von 4oo - 5oo Oe hat.

3. Magnetisches Tonband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-, kennzeichnet , daß die magnetisierbaren Teilchen sowohl der inneren Schicht (21), als auch der äußeren Schicht (22) in Längsrichtung orientierte, nadeiförmige Gamma-Fe-0 Teilchen umfassen.

4. Magnetisches Tonband nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die magnetischen Teilchen der äußeren Schicht mit Kobaltoxid modifizierte Gamna-Fe₂O_-Teilchen umfassen.

on/b&tol' \

nach einem der Ansnrüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet , daß die Dicke der äußeren Schicht'(22) o,5 - 1,75 ,um, vorzucrsweise l,o - 1,25 ,um, um die der inneren Schicht (21) o,5 - 14,5 ,um, vorzugsweise 1,75 - 4 ,um, beträgt.

6. Verfahren zur Herstellung eines maqnetischen Tonbandes nach, einem der Ansprüche 1 bis 5, mit verbesserten Frequenzgang für hohe Frequenzen, insbesondere bei der Aufnahme und Wiedergabe von Tonsignalen mit niedriger Bandgeschwindigkeit auf herkömmlichen fiagnetbandqer-iten, die zur Verwendung von einfach beschichteten Bändern mit einer Koerzitivkraft von 5/4x bis 3/2x Oe ausgelegt sind, v.'obei χ veiigstens 24o Oe bedeutet, dadurch gekennzeichnet , daß auf einen nicht magnetisierbaren Schichtträger (15) eine dünne, gleichförmige Schicht aufaebracht wird, die aus einer DisOersion (11) eines kleineren Anteils von nicht naqnetisierbaren, vernetzenden Bindemittel, und einen qrößeren Anteil von narmetisiei-bnron

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Teilchen mit einer Koerzitivkraft zwischen χ und 3/2x Oe in einen flüchtigen Träaerstoff besteht, daß der Tr'irrersto^f verdamnft wird, danit eine trockene innere Schicht von mindestens 1,75 .um erzeuot wird, daß dar, Bindemittel in einen lösungsnittelbestnndigen Zustand vernetzt wird, daß auf die innere Schicht eine dünne, aleichförmige zweite Schicht aufgebracht v/ird, die aus einer zweiten Dispersion eines nrößcren Anteils von nagnetisierbaren Teilchen und eines kleineren Anteils von nicht nagnetisierbaren Bindemittel in einen flüchtiaen Trägerstoff besteht, daß der Träqerstoff verdampft v/ird, damit eine o,5 - 1,75 ,um dicke trockene äußere Schicht erzeugt v/ird, und daß die Koerzitivkraft der magnetisierbaren Teilchen der zweiten Dispersion entsprechend der Dicke die folgenden Werte annimmt:

Dicke in ,um Koerzitivkraft in Oe:

ο, 5 6οο - 8οο mal X
24o ο, 75 45ο - 65ο mal X ° 4οο - 55ο mal 24o 25 38ο - 48ο tfal X ι, 5 37ο - 46ο mal 24o 1, 75 36ο - 44ο mal X
24o 1, X 24o X
'i A _

7. Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Tonbands nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit außerordentlich glatter Oberfläche an der Schichtseite und mit verbessertem Frequenzgang für hohe Frequenzen, insbesondere bei der Aufnahme und Wiedergabe von Tonsignalen auf herkömmlichen Magnetbandgeräten mit niedriger Bandqeschwindigkei t, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen nicht magnetisierbaren Schichtträaer (15) eine dünne gleichförmige Schicht aufaebracht wird, dio aus einer Dispersion von einen arößoren Anteil von marmotisierbaren Teilchen mit relativ niedriger Koerzitivkraft und einem kleineren Anteil von nicht naanetisi erbaror, vernetzender' Bindemittel in einem flüchtiaen Trägorsto^f besteht, daß dor 'l'r'inorstoff zur Erzeugung einer trockenen, innoron Schicht (?.l) vor-

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dainnft wird, daß die trockene innere Schicht poliert wird, daß dan B.i ndenittel durch Vernetzung in einen lösunasnittelbeständiqen Zustand überaeht, daß auf die innere Schicht (21) eine dünne gleichförmige zweite Schicht (22) aufaebracht wird, die aus einer zweiten Dispersion von einen größeren Anteil von nagnetisierbaren Teilchen nit relativ hoher Koerzitivkraft und von einer, kleineren Anteil von nicht naanetisierbarem Bindenittel in einem flüchtigen Trägerstoff besteht, .daß dieser Trägerstoff zur Erzeugung einer trockenen äußeren Schicht (22) verdampft v/ird und daß die äußere Schicht poliert wird.

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