DE2250383C3 - Magnetizable storage medium - Google Patents
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Description
■45■ 45
Bei der Registrierung von Signalen hoher Dichte, wie sie bei der Verarbeitung von Computerinformation und Fernsehbildern auftreten, werden hohe Anforderungen an die Fehlerfreiheit der verwendeten Magnetbänder gestellt. Vor allem dürfen sich bei Mehrfachabtastung keine Fremdteilchen auf der Speicherschicht ansammeln, da sie sonst den notwendigen Kontakt zwischen Magnetkopf und Schicht unterbrechen. Man bezeichnet solche Fehler als »drop-outs«. Diese Störstellen können aus Abrieb der Speicherschicht, der Trägerfolie oder aus Staub bestehen. Die kleinen Teilchen werden beispielsweise durch die elektrostatische Aufladung des hochiso- («> lierenden Kunststoffträgers des Magnetbandes angezogen. When registering high density signals, such as when processing computer information and Television images occur, high demands are placed on the accuracy of the magnetic tapes used posed. Above all, no foreign particles must accumulate on the storage layer during multiple scanning, otherwise they would interrupt the necessary contact between the magnetic head and the layer. One denotes such errors as "drop-outs". These imperfections can result from abrasion of the storage layer, the carrier film or from Dust. The small particles are, for example, caused by the electrostatic charge of the highly iso- («> leaning plastic carrier of the magnetic tape attracted.
Verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der elektrostatischen Eigenschaften von Magnetbändern sind bereits getroffen worden. So wurde die rückseitige λ«, Beschichtung eines Bandes mit einer Bindemittelschicht beschrieben, die als Antistatikum ein Ammoniumsalz enthält. Auch die Beschichtung mit leitfähigem Kohlenstoff, wie Graphit oder Ruß, ist bekannt Meistens werden zur Verbesserung der Haftung der Kohlenstoffteilchen auf dem Kunststoffträger bestimmte Bindemittel verwendet, z. B. Copolymerisate aus Vinylidenchlorid und Acrylnitril, aus Butadien und Acrylat oder aus Vinylchlorid und Vinylacetat. Der Auswahl des geeigneten Bindemittels kommt vor allem wegen der notwendigen Abriebfestigkeit der Schicht besondere Bedeutung zu. Die Rückseite des Magnetbandes wird bei einigen Anwendungen erheblich mechanisch beansprucht Diese schleift beim Querschriftaufzeichnungsverfahren über einen gekrümmten metallischen Führungsschuh, in den das Band durch das rotierende Kopfrad gedrückt wird. Dabei entstehender Abrieb würde beim Einwikkeln in die Spule auf die benachbarte Magnetschicht übertragen werden und zu drop-outs führen. Es werden daher statt der obengenannten thermoplastischen Bindemittel Polymere — wie Polyurethane — verwendet, die nach dem Beguß chemisch vernetzt werden, um die notwendige Abriebfestigkeit zu ereichen. Derartige Schichten haben jedoch einige Nachteile. Aus wirtschaftlichen Gründen wird eine möglichst hohe Reaktionsgeschwindigkeit solcher Beschichtungen gefordert, um mit hoher Gießgeschwindigkeit produzieren zu können. Gleichzeitig soll die Reaktionsgeschwindigkeit der flüssigen Dispersion vor dem Beguß auf einfache Weise verringert werden können. Nun werden Reaktionen mit Isocyanat häufig mit metallorganischen Verbindungen katalysiert. Nach deren Zugabe besteht praktisch keine einfache Möglichkeit mehr, die Reaktion zu verlangsamen, wie es z. B. bei Betriebsstörungen notwendig ist. Ein anderer Nachteil besteht in der hohen Abschliffwirkung der Polyurethanschichten gegenüber Metallen. Das bedeutet im praktischen Betrieb eine laufende Veränderung der mechanischen Abmessungen des bereits erwähnten Führungsschuhs in der Abtasteinrichtung, so daß Störungen in der Speichereinrichtung auftreten können. Außerdem kann der ft ine Metallabrieb auch zu drop-outs führen.Various measures to improve the electrostatic properties of magnetic tapes have already been hit. This is how the back λ «, coating of a tape with a layer of binder described, which contains an ammonium salt as an antistatic agent. Also the coating with conductive carbon, such as graphite or carbon black, is known mostly used to improve the adhesion of carbon particles certain binders used on the plastic carrier, e.g. B. Copolymers of vinylidene chloride and acrylonitrile, from butadiene and acrylate or from vinyl chloride and vinyl acetate. Choosing the right one The binder is particularly important because of the necessary abrasion resistance of the layer to. The back of the magnetic tape is subject to considerable mechanical stress in some applications grinds over a curved metallic guide shoe, in that the tape is pushed by the rotating head wheel. The resulting abrasion would occur during wrapping be transferred into the coil to the adjacent magnetic layer and lead to drop-outs. It will therefore, instead of the above-mentioned thermoplastic binders, polymers - such as polyurethanes - are used, which are chemically crosslinked after casting in order to achieve the necessary abrasion resistance. Such However, layers have several disadvantages. For economic reasons, the highest possible Reaction speed of such coatings required to produce with high casting speed to be able to. At the same time, the reaction rate of the liquid dispersion should increase before casting can be easily reduced. Now reactions with isocyanate are often with organometallic Compounds catalyzed. After their addition, there is practically no easy way to start the reaction to slow down, as it is e.g. B. is necessary in the event of malfunctions. Another disadvantage is the high Abrasion effect of the polyurethane layers on metals. In practical operation this means a ongoing change in the mechanical dimensions of the aforementioned guide shoe in the scanning device, so that malfunctions can occur in the memory device. In addition, the ft ine metal abrasion also lead to drop-outs.
In DTPS 1015 105 sowie in DT-AS 18 05 182 und DT-AS 18 05186 sind die Lacke beschrieben, die Polyester von Dicarbonsäuren und Melaminharze enthalten. Dabei handelt es sich jedoch um Einbrennlakke, die bei Temperaturen von 130—1800C während längerer Zeit eingebrannt werden. Diese sind für die Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe ungeeignet, da eine solche Behandlung den flexiblen Schichtträger, speziell Polyethylenterephthalat, mit der magnetisierbaren Schicht zerstören würde.In DTPS 1015 105 and in DT-AS 18 05 182 and DT-AS 18 05186 the paints are described which contain polyesters of dicarboxylic acids and melamine resins. However, it is Einbrennlakke, which are baked at temperatures of 130 to 180 0 C over prolonged periods. These are unsuitable for achieving the object of the invention, since such a treatment would destroy the flexible layer support, especially polyethylene terephthalate, with the magnetizable layer.
Die Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Bindemittelsystem für die Rückseite eines Magnetbandes zu finden, das — mit leitfähigem Kohlenstoff ausreichend pigmentiert — nach dem Auftrag bei erhöhten Trockentemperaturen rasch chemisch härtet, jedoch bei Raumtemperatur mit Hilfe einfacher Maßnahmen in seiner Reaktionsgeschwindigkeit gedrosselt werden kann. Weiterhin muß die Metallabschliffwirkung geringer sein als bei den bisher bekannten Bindemitteln.The object of the invention was therefore to provide a binder system for the back of a magnetic tape to find that - sufficiently pigmented with conductive carbon - after the application quick chemical hardening at elevated drying temperatures, but easier with the help of room temperature Measures can be throttled in its reaction speed. Furthermore, the metal abrasion must be effective be lower than with the previously known binders.
Die Erfindung wird durch die Patentansprüche verkörpert.The invention is embodied in the claims.
Als Polyester eignen sich hydroxylgruppenhaltige lineare Mischpolyester aus aliphatischen Glycolen, wie Äthylenglycol, Neopentylglycol und Isophthalsäure und Terephthalsäure, die ein mittleres Molekulargewicht zwischen 5000 und 15 000 aufweisen. Sie sind erhältlich, indem die Alkohole und Dicarbonsäuren in annähernd äquivalenten Mengen miteinander kondensiert werden;Suitable polyesters are linear mixed polyesters containing hydroxyl groups and made from aliphatic glycols, such as Ethylene glycol, neopentyl glycol, and isophthalic acid and terephthalic acid, which have a medium molecular weight between 5,000 and 15,000. They are available by condensing the alcohols and dicarboxylic acids with one another in approximately equivalent amounts;
bevorzugt werden die Alkohole in geringem UberschuU eingesetzt, um zu Produkten mit einer möglichst großen Zahl an Hydroxylgruppen zu gelangen, die mit dem Melaminformaldehydharz zu reagieren vermögen.the alcohols are preferred in a slight excess used to get to products with as large a number of hydroxyl groups as possible, which with the Melamine formaldehyde resin able to react.
Besonders geeignete Polyester sind die Kondensationsprodukte aus Äthylengiycoi, Neopentylglycoi, Isophthalsäure und Terephthalsäure im Molverhältnis von etwa 2:1:1:2.Particularly suitable polyesters are the condensation products from ethylene glycol, neopentyl glycol, isophthalic acid and terephthalic acid in a molar ratio from about 2: 1: 1: 2.
Das Bindemittelsystem kann noch andere Polymere enthalten, wie z. B. hydroxylgruppenhaltige, teilweise verseifte Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Vinylacetat, hydroxylgruppenhaltige Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Acryl- bzw. Methacrylsäurehydroxylalkylestem. Mischpolymerisate aus Vinylidenchlorid und Acrylnitril und Acrylharze.The binder system can also contain other polymers, such as. B. hydroxyl groups, partially saponified copolymers of vinyl chloride and vinyl acetate, copolymers containing hydroxyl groups from vinyl chloride and acrylic or methacrylic acid hydroxylalkyl esters. Copolymers of vinylidene chloride and acrylonitrile and acrylic resins.
Als Melaminformaldehydharze sind Umsetzungsprodukte des Melamins mit Formaldehyd geeignet, die pro Aminogruppe 1— 2 Methylolgruppen gebunden enthalten, wobei solche Produkte bevorzugt sind, deren Methylolgruppe ganz oder teilweise mit niedrigen aliphatischen Alkoholen, wie Methanol oder Butano), veräthert sind. Es seien beispielsweise genannt: die methylierten Produkte vom Typ des monomeren odci oligomere Melaminhexamethylolmethyläthers, monomere oder oligomere Melaminmethylolderivate, die mit n-Butanol oder Isobutanol ganz oder teilweise veräthert sind. Die Melaminformaldehydharze werden in Mengen von 2 — 25 Gew.-%, bezogen auf das Bindemittel, eingesetzt.Reaction products of melamine with formaldehyde are suitable as melamine-formaldehyde resins, which pro Amino group contain 1– 2 methylol groups bound, those products are preferred, the methylol group wholly or partially with low aliphatic alcohols such as methanol or butano), are etherified. For example: the methylated products of the monomeric odci oligomeric melamine hexamethylol methyl ether type, monomers or oligomeric melamine methylol derivatives which are completely or partially etherified with n-butanol or isobutanol are. The melamine-formaldehyde resins are used in amounts of 2 - 25% by weight, based on the binder, used.
Die Dispersion aus RuB, den reaktionsfähigen Polyestern und dem Melaminformaldehydharz ist im neutralen Medium bei Raumtemperatur sehr viskositätsstabil. Die Reaktion wird durch Zusatz der sauren Katalysatoren erheblich beschleunigt. Die Reaktionsgeschwindigkeit einer solchen Dispersion, die gleichsam mit einer Base gebremst ist, ist bei Temperaturen über 1000C für die notwendige rasche Härtung der aufgetragenen Schicht groß genug. Als saure Katalysatoren sind geeignet Phosphorsäure und organische Sulfosäuren, wie z. B. p-Toluolsulfonsäure.The dispersion of carbon black, the reactive polyesters and the melamine-formaldehyde resin has a very stable viscosity in a neutral medium at room temperature. The reaction is considerably accelerated by adding the acidic catalysts. The reaction speed of such a dispersion, which is, as it were, slowed down with a base, is large enough at temperatures above 100 ° C. for the necessary rapid hardening of the applied layer. Suitable acidic catalysts are phosphoric acid and organic sulfonic acids, such as. B. p-toluenesulfonic acid.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, solche Roße zu verwenden, die zu Kettenbildungen in Dispersionen neigen und damit auch bei geringer Oberflächenrauhigkeit in der Rückschicht eine hohe Leitfähigkeit aufweisen. Die Rußkonzentration beträgt im allgemeinen 10—30, vorzugsweise etwa 25 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Schicht. Zur Erzielung besonderer Effekte, wie mattes Aussehen, gute Wickeleigenschaften desIt has been found to be useful to use such horses that lead to chain formation in dispersions tend and thus a high conductivity even with low surface roughness in the backing layer exhibit. The carbon black concentration is generally 10-30, preferably about 25% by weight, based on the entire shift. To achieve special effects, such as a matt appearance, good winding properties of the
Bandes, kann ein Teil des Rußes durch besonders feinteiliges SiOj ersetzt werden. Der Anteil von S1O2 kann bis zu 30 Gew.-% des Rußes betragen. Als Schichträger können Folien aus Polyäthylenglycolterephthalat, acetylierter Cellulose, Polyvinylchlorid und Polyimiden verwendet werden. Wenn auch die Haftung der Rückschicht auf dem Träger im allgemeinen ausgezeichnet ist, kann auch im Bedarfsfall eine zusätzliche Haftschicht, z. B. auf Basis von Acrylnitril-Vinylidenchlorid verwendet werden.Band, part of the soot can be replaced by particularly fine-particle SiOj. The proportion of S1O2 can be up to 30% by weight of the carbon black. Films made of polyethylene glycol terephthalate, acetylated cellulose, polyvinyl chloride and polyimides can be used. Even if the liability the backing layer on the support is generally excellent, a additional adhesive layer, e.g. B. be used based on acrylonitrile vinylidene chloride.
Mit dem erfindungsgemäß angewendeten Bindemittelsystem erhält man eine Rückseitenmattierung, deren Abschliffwirkung gegenüber Metall im Vergleich zu den bisher bekannten Schichten aus Polyurethanen erheblich verbessert ist. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert:With the binder system used in accordance with the invention, a back matting is obtained The abrasion effect on metal is considerable compared to the previously known layers of polyurethane is improved. The invention is explained in more detail using the following examples:
20 g Ruß der von der Firma Degussa in den Handel gebracht wird, werden mit einer Lösung vermengt, die aus folgenden Komponenten zusammengesetzt ist:20 g of carbon black marketed by Degussa are mixed with a solution which is composed of the following components:
65,0 g hochmolekularer Polyester (1), ein Kondensationsprodukt aus gleichmolaren Anteilen von Äthylenglykol, Neopeniylglykol, Isophthalsäure und Terephthalsäure, 2,1 g eines Dispergierhilfsmittels auf der Basis von Ester der Phosphorsäure mit Polyglykol, 356 ml 1,2-Dichloräthan und 30 ml Methylglykolacetat. Die Mischung wird in einer schnellaufenden Rührwerksmühle mit Hilfe von jeweils 500 g Glaskugeln mit 1—3 mm Durchmesser dispergiert. Danach wird 6,0 g Hexakismethoxymethylmelamin und 1,1 g p-Toluolsulfonsäure hinzugefügt. Der Auftrag der Dispersion erfolgt nach beliebigen Verfahren, wie Tauchen, Rakeln auf die Rückseite des Magnetbandes, dessen Träger aus Polyäthylenglykolterephthalat besteht.65.0 g of high molecular weight polyester (1), a condensation product of equal molar proportions of ethylene glycol, Neopeniyl glycol, isophthalic acid and terephthalic acid, 2.1 g of a dispersing aid on the Based on ester of phosphoric acid with polyglycol, 356 ml of 1,2-dichloroethane and 30 ml of methyl glycol acetate. The mixture is mixed in a high-speed agitator mill with the help of 500 g glass spheres Dispersed 1-3 mm in diameter. Then 6.0 g of hexakismethoxymethylmelamine and 1.1 g of p-toluenesulfonic acid are added added. The dispersion is applied by any desired method, such as dipping, knife coating on the back of the magnetic tape, the carrier of which is made of polyethylene glycol terephthalate.
Diese und andere Rezepturen für die Herstellung von rußhaltigen Rückschichten für Magnetbänder sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. Darin beziehen sich die Beispiele 1 —10 auf das erfindungsgemäß angewendete Bindemittelsystem, während der Vergleich als Vergleichsband mit herkömmlicher Rückseitenbeschichtung auf der Basis von Polyurethan dient.These and other recipes for the production of carbon black backing layers for magnetic tapes are in summarized in the table below. Examples 1-10 therein relate to that according to the invention applied binder system, while the comparison as a comparison tape with conventional Rear side coating based on polyurethane is used.
5
Fortsetzung 5
continuation
1 2 j 4 j b 7 8 4 Kl Vcrj;lv:ii-h1 2 j 4 j b 7 8 4 Kl Vcrj; lv: ii-h
dessingabschliff (SKt) (12) 33 40 30 35 34 32 35 34 12 34 55
^A-Abschliff (SKt) (12) <3 <3 <3 <3 <3
<3 <3 <3 <3 <3 10Dessing sanding (SKt) (12) 33 40 30 35 34 32 35 34 12 34 55
^ A-Abschliff (SKt) (12) <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 <3 10
Lrläuterungen zur TabelleExplanations to the table
(1) Hochmolekulares (Molekulargewicht 10 000) Kondensationsprodukt aus glcichniolarcn Anteilen von ÄthvlcngKkol. Neopentylglykol. Isophthalsäure und Terephthalsäure.(1) High molecular weight (molecular weight 10,000) condensation product from glcichniolarcn fractions of ethylene glycol. Neopentyl glycol. Isophthalic acid and terephthalic acid.
(2) Hexakismethoxymethylmelamin.(2) hexakismethoxymethyl melamine.
(3) Dispergierhilfsmittel. Ester der Phosphorsäure mit Polyglykol.(3) Dispersing Aids. Phosphoric acid ester with polyglycol.
(4) Hydroxylgruppenhalliges (6%) Mischpolymerisat aus Vinylchlorid (91%) und Vinylacetat (3%). Hersteller Union Carbide. USA.(4) Mixed polymer containing hydroxyl groups (6%) made of vinyl chloride (91%) and vinyl acetate (3%). Manufacturer Union Carbide. UNITED STATES.
(5) Hydroxylgruppenhalliges Mischpolymerisat (Molekulargewicht 10 000) aus Vinylchlorid (75-89%) und Acryl- b/w. Methaciylsäureeslern (11-25%). Hersteller Rhönc-Poulenc. Frankreich.(5) Mixed polymer containing hydroxyl groups (molecular weight 10,000) made of vinyl chloride (75-89%) and acrylic b / w. Methacyl acid esters (11-25%). Manufacturer Rhönc-Poulenc. France.
(b) Teilpolymcres (Molekulargewicht 1000 — 2000). isobutylicrlcs Melaminformaldehydharz, Hcrsiellcr American Cvanamid. USA(b) Partial polymer (molecular weight 1000-2000). isobutylicrlcs melamine formaldehyde resin, Hcrsiellcr American Cvanamid. United States
(7) Hochmolekulares (Molekulargcv icht 10 000) Kondensationsprodukt aus Terephthalsäure. Scbazinsäure. Ncopennlglykol und Äthylcnglykol im Mol-Verhältnis 2:1:1:2.(7) High molecular weight (molecular weight not 10,000) condensation product from terephthalic acid. Scbasic acid. Ncopennl glycol and ethylene glycol in a molar ratio of 2: 1: 1: 2.
(8) Copolymerisat (Molekulargewicht 15 000) aus Vinylidenchlorid (80-95%) und Acrylnitril (5 —2O0Zn). Hersteller Dow Chemical Corp, USA.(8) copolymer (molecular weight 15,000) made of vinylidene chloride (80-95%) and acrylonitrile (5 -2O 0 Zn). Manufacturer Dow Chemical Corp, USA.
(9) Hochmolekularer (Molekulargewicht 10 000). linearer Polyester auf Basis von Isophthal-, Terephthalsäure und Äthylen glykol. Hersteller Chemische Werke Witten. Deutschland.(9) High molecular weight (molecular weight 10,000). linear polyester based on isophthalic, terephthalic acid and ethylene glycol. Manufacturer chemical works Witten. Germany.
12) Die angegebenen SKt-Werte sind Relativwcrte für die Metallabschliffwirkung einer Rußbcschichtung, um den Vergleich zwischen den einzelnen Schichten zu erleichtern. Zu ihrer Bestimmung wurden die folgende Anordnung betuil/t: Ein Vz" breites Magnetband wird mit der rußbeschichteten Rückseite (Länge 50 m) unter konstantem Winkel von Il und einem Zug von 50p einmal über einen Zylinder aus Messing oder einem rostfreien Stahl gezogen. Die Geschwindigkeit betrug bei der Wertbeslimmung mit Messing 25 cm/sec. bei der Messung mit rostfreiem Stahl 40cm/scc Die Schicht schleift einen Teil de:, Metallzylindcrs ab. der mit Hilfe einer elektronischen Anordnung bestimmt wird12) The specified SKt values are relative values for the metal abrasion effect of a carbon black coating in order to allow comparison between layers to make it easier. For their determination the following order was betuil / t: A Vz "wide magnetic tape with the carbon black-coated back (length 50 m) at a constant angle of II and a pull of 50p pulled once over a cylinder made of brass or a stainless steel. The speed was 25 cm / sec when determining the value with brass. when measuring with stainless steel 40cm / scc Die Layer grinds off part of the metal cylinder. which is determined with the help of an electronic arrangement
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |