DE2538841B2 - Verfahren zur herstellung von magnetischen aufzeichnungsmedien - Google Patents

Verfahren zur herstellung von magnetischen aufzeichnungsmedien

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien, bei dem auf einen nichtmägnetischen Träger zur Bildung einer magnetischen Schicht eine homogene Dispersion von magnetischen Partikeln in einer Polyurethan enthaltenden Bindemittellösung aufgebracht und die Schicht orientiert und getrocknet wird.
Der nichtmagnetische. Träger der magnetischen Aufzeichnungsmedien kann beispielsweise als Band, Film oder Scheibe ausgebildet sein und aus Kunststoff bestehen. Es kommen dabei jedoch auch andere nichtmagnetische Materialien, wie beispielsweise Papier, Glas oderMetall in Betracht.
Um in magnetischen Aufzeichnungsanlagen, wie beispielsweise Video-Aufzeichnungsgeräten, Computern und Hi-Fi-Kassetten gute Hochfrequenzeigenschaften zu erreichen, soll das Aufzeichnungsmedium eine hochpolierte glänzende Oberfläche besitzen. Bänder mit einer hochpolierten Oberfläche führen jedoch beim Durchlauf durch einen Bandtransport gewöhnlich zu einem hohen Grad an Reibung. Aufgrund von molekularen Kontakten sind die Reibungseigenschaften generell um so größer, je größer der Glanz der Oberfläche ist. Dieses Problem wird speziell bei Abspielgeräten mit schraubenförmiger Bandabtastung schwerwiegend, bei denen das Band in kontinuierlicher Bewegung um einen stationären Kopf läuft, wobei der Kopf auf eineüii schraubenförmigen Weg in der Trommel läuft. Bei glänzenden Bändern besteht die Tendenz, an der Trommel »anzukleben«, wobei das Band nicht in einem glatten Weg um die Trommel läuft, sondern stoppt und startet. Dieser Effekt führt zu einer Beeinträchtigung der Video-Qualität. Dieses Problem existiert auch bei gebräuchlichen Sende-Video-Bändern.
Zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung von Schmiermitteln versucht worden. Diese Maßnahme führt jedoch zu keiner zufriedenstellenden Lösung, da Schmiermittel dazu tendieren, eine Trennung vom Kopf und damit Signalverluste hervorzurufen. Weiterhin besteht die Tendenz, daß sich das Schmiermittel beispielsweise an Bandantrieben und Köpfen ansammelt, woraus ein vorzeitiger Ausfall des Gerätes resultieren kann.
Eins andere wichtige Eigenschaft der schraubenförinigen Abtastung von Bändern ist die Abnutzungsfreiheit, da solche Bänder oft in einem geschlossenen Kreis verwendet werden, wobei das Band als »stehendes Bild« bezeichnet werden kann. Bei einer solchen Betriebsart kann das Band im Abspielgerät in der Größenordnung
is von Minuten äquivalent zu Tausenden von normalen Durchläufen ausgenutzt werden.
Aus der DT-OS 21 00 503 ist es bereits bekanntgeworden, Bindermischungen aus Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisat mit Polyurethanen oder Phenoxy-Harz mit Polyurethanen für magnetische Aufzeichnungsmedien zu verwenden. Bindermischungen für Tonbänder aus Polyurethanen und Phenoxy-Harz sind auch in der DT-OS 22 08 792 beschrieben.
Obwohl mit derartigen Zweikomponentenbindern gearbeitet wurde, hat sich jedoch gezeigt, daß dabei entweder schlechte Bandabnutzungseigenschaften oder starkes Kleben auftreten. Bänder mit solchen Bindern müssen zur Vermeidung dieser Effekte mit Schmiermitteln verwendet werden, was zu den obengenannten Nachteilen führt.
Es ist weiterhin aus der DT-OS 22 08 792 und der US-PS 36 49 541 an sich bekannt, daß Harze der angegebenen Art durch Zusatz von Isocyanaten vernetzbar und härtbar sind, wodurch die schon genannten Nachteile allein auch nicht vermeidbar sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung abnutzungsfester, langlebiger magnetischer Aufzeichnungsmedien mit hohem Oberflächenglanz und guten Hochfrequenzeigenschaften anzugeben, wobei ein Kleben oder eine Reibung im vorgenannten Sinne auch ohne Verwendung von Schmiermitteln extrem klein ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine als Bindemittel eine Mischung von, jeweils bezogen auf Gesamtbindemittel, 35 bis 75 Gew.-% eines Polyurethans, 10 bis 20 Gew.-°/o eines Phenoxy-Harzes und 15 bis 45 Gew.-% eines Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisats enthaltende Dispersion aufgebracht wird.
Das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Bindemittel besteht also aus drei verschiedenen Typen von Binderkomponenten. Auf diese Weise sind Aufzeichnungsmedien herstellbar, die bei geringem Kleben und bei geringer Reibung sowie guten Abnützungseigenschaften einen hohen Glanz besitzen. Aufgrund dieses hohen Glanzes sind die Hochfrequenzeigenschaften gut. Darüber hinaus besitzt ein solches Aufzeichnungsmedium eine große Lebensdauer, insbesondere in dem obengenannten speziellen Anwendungsfall, so daß es sich für Video-Aufzeichnungsgeräte mit schraubenförmiger Abtastung insbesondere gut eignet.
Insbesondere beträgt der Anteil an Polyurethan-Komponenten im Binder etwa 50%, wobei das
(>5 Vinylidenchlorid-Copolymerisat in bezug auf das Phenoxy-Harz im Überschuß vorhanden ist.
Typische Polyurethane, welche sich für das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Binderge-
misch eignen, sind handelsübliche mit den folgenden Eigenschaften:
Urethan-Typ PoIy-
PoIy- Äther-
Ester- Urethan
Urethan 1,11
Spezifisches Gewicht 1,2 80
Härte 88 350
Zugfestigkeit (kg/cm2) 406
Elastizitätsmodul bei 300% 77
Auslängung (kg/cm2) 91 600
Ausiängung (%) 500
Pro? ,ntuale Auslängung 8 bis 10
Viskosität (cPs, 20%ige Lösung
in Methyl-Äthyl-Keton) 1000
Härte (Swarcl Rocker) 31
Abriebfestigkeit (Taber Abraser
CSl 0-Scheibe unter 1000 Gramm
Last,2,54· 10-> cm/1000 Umdr.) 0,5 bis 1,0
Wasserabsorption des Films
(Eintauchen für zwei Wochen eines
2,54 ■ 10-:>cm-Filmesbei25oC) 0,15%
Oberflächenwiderstand
(Ohm pro Fläche) > 103
Diese Polyurethane enthalten keine aktiven Isocyanatgruppen.
Das Poly-Äther-Urethan ist flexibler als das PoIy-Ester-Urethan und ist daher für Video-Aufzeichnungsmedien, beispielsweise Sender-Videobänder, bevorzugt. Derartige Aufzeichnungsmedien sollen eine gute Flexibilität und gute Eigenschaften in bezug auf Umweltbedingungen besitzen (die letztere Eigenschaft ergibt sich aufgrund der Polyäther-Bindung, welche gegen Hydrolyse resistent ist). Für Video-Aufzeichnungsmedien, welche gute Abnutzungseägenschaften und geringe Reibungskoeffizienten besitzen müssen, wie dies beispielsweise bei Bändern für schraubenförmige Abtastung der Fall ist, erweist sich im Binder eine Kombination von etwa gleichen Teilen Puly-Ester-Urethan und Poly-Äther-Urethan oder Poly-Ester-Urethan allein als vorteilhaft.
Ein geeignetes Phenoxy-Harz ist ein handelsübliches mit den folgenden Eigenschaften:
Näherungsweises Molekulargewicht
Spezifisches Gewicht
Strömungsgeschwindigkeit
der Schmelze
(g/10 Min. bei 220°C)
Höchstzugfestigkeit
(kg/cm*)
Höchstzugauslängung (%)
Erweichungstemperatur
Flüssigkeits- und Dampfdurchlässigkeit
und der allgemeinen Formel
CH3
20 000 bis 30 000 1,18
2,5 bis 10
630 bis 665
50bisl00
1000C
8,9 · 10-2 Gramm/h
cmJ
X /
HHH O—C-C-C--
CH,
OH
Zweckmäßig Form einer
Den obenerwähnten Bindemittelmischungen wird zur
is Erzeugung eines harten, hochabriebfesten Films vorzugsweise ein Polyisocyanat zugefügt,
verwendet man ein Polyisocyanat in
Polyisocyanat-Lösung in Äthylacetat und einen Feststoffgehalt von etwa 74 bis 76%. Pro 10 Teile der anderen Binderkomponentem kommen eins bis drei Teile des Polyisocyanats in Betracht.
Zur Herstellung eines Bandes wird zunächst eine Disperiion&Jösung hergestellt, die feinverteilte magnetische Oxydpartikeln, wie beispielsweise Gamma-Eisenoxyd, Kohlenstoff, verschiedene Zusätze in geringeren Mengen sowie Lösungsmittel enthält. Diese Mischung wird so lange in einer Kugelmühle gemahlen, bis sich eine homogene Dispersion ergibt. In einem getrennten Behälter wird eine Bindemittellösung hergestellt, welche die verschiedenen harzigen Materialien zusammen mit Lösungsmitteln enthüllt; dabei erfolgt ebenfalls eine Mischung zur Bildung einer homogenen Lösung. Die Bindemittellösung und die Dispersion werden sodann zusammengemischt und so lange in einer Kugelmühle gemahlen, bis sich eine homogene Dispersion der magnetischen und harzigen Materialien ergibt. Die so behandelte Schichtdispersion wird sodann auf ein Kunststoff-Trägermaterial aufgebracht, orientiert und getrocknet, wobei an sich bekannte Verfahrenstechniken zur Anwendung kommen.
= 100
Das Vinylidenchlorid-Acrylnitrü-Mischpolymerisat ist zweckmäßigerweise ein handelsübliches mit folgenden Eigenschaften:
Spezifisches Gewicht
Brechungsindex
Zugfestigkeit (kg/cm2)
1,6 1,580 0,63 · 103
Beispiele
1 2
(Gew.-%)
Dispersion
Magnetisches Oxid 49,8
Ruß 3,6
Zusätze*) 5,2
Tetrahydrofuran 11,2
Cyclohexanon 6,2
Methyl-Äthyl-Keton 14,9
Methyl Isobutyl-Keton 1J, 1
100,0
49,8
4,1
4,3
36,8
5,0
49,7
4,1
4,4
36,8
5,0
100,0 100,0
Den vorstehenden Dispersionen werden folgende Bindemittellösungen zugesetzt:
Teile pro Hundert der 90,8 102,8
Dispersion
Poly-Ester-Urethan 43 3,6
106,0
Fortsetzung I 1,7 2 3,3 3 4,0 5 Parameter Video Parameter Video Schrauben
3,4 1,0 1,7 förmige
2,7 2,7 3,9 Abtastung
1,2 2,0 IO HF-Ausgang (Bezug= 100%) 102%
Poly-Äther-Urethan 2,4 Verhältnis Videosignal zu Rauschen (dB) Widerstund iOhm nro Flächet -0,3
Phenoxy-Harz 46,7
12,8		 1,7 0,7 Kleben/Reibung
Vinylidenchlorid-Acryl- 22,9 53,2
33,3		 54,3
33,4		 15 Beispiel 2 Stehendes Bild
nitril-Copolymeres
Polyisocyanat-Lösung		 3,1 Shed Schrauben
(74- bis 76%ig) 100,0 HF-Ausgang (Bezug= 100%) förmige
Zusätze*) 17OcP 100,0 100,0 20 Verhältnis Videosignal zu Abtastung
(1/2"STD
Energie)
Tetrahydrofuran
Cyclohexanon		 28OcP 25OcP Rauschen (dB)
Tonpegel (dB)
Methyl-Äthyl-Keton 240OcP Ton S/N (dB) 2,6-108
Methyl-lsobutyl-Keton 3000 cP 220OcP klein
*) Zusätze umfassen Lecithin, Siliconöl
silberoleat.		 25 20+ Min.
Harzviskosität und Pfienyl-Queck- klein
bei 21,FC 106%
Mischviskosität
L«; τι ι Cf^
oei zi,ι L -0,3
+ 3,7
+ 3,4
Mit diesen Materialien wurden Bänder hergestellt und getestet. Dabei ergeben sich die folgenden Eigenschaften:
Beispiel 1
Parameter Video
Schraubenförmige
Abtastung
Beispiel 3
Widerstand (Ohm pro Fläche) 2,9-107
Kleben/Reibung klein
Stehendes Bild 4 bis 8 Min.
Shed klein
Parameter Video
Senden (T Quad)
Widerstand (Ohm pro Fläche) 1,3-107
Kleben/Reibung klein
Shed klein
Kopfabnutzung bei Umgebungs- vernach
40 bedingungen 1200 Läufe lässigbar
HF-Ausgang (Bezug = 100%) 110%
Verhältnis Videosignal zu
Rauschen (dB) 0
4S Tonpegel (dB) 9,9
Ton S/N (dB) 53,4

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Hersteilung von magnetischen Aufzeichnungsmedien, bei dem auf einen nichtmagnetischen Träger zur Bildung einer magnetischen Schicht eine homogene Dispersion von magnetischen Partikeln in einer Polyurethan enthaltenden Bindemittellösung aufgebracht und die Schicht orientiert und getrocknet wird,, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Bindemittel, jeweils bezogen auf Gesamtbindemittel, 35 bis 75 Gew.-% eines Polyurethans, 10 bis 20 Gew.-% eines Phenoxy-!Harzes und 15 bis 45 Gew.-% eines Vinylidenchlorid-Acrylnitrii-Mischpolymerisats enthaltende Dispersion aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Dispersion enthaltene Bindemittel zu etwa 50 Gew.-°/o aus Polyurethan besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bindemittel das Polyurethan zu etwa gleichen Teilen aus einem Polyester-Urethan und einem Polyäther-Urethan besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzutragende Dispersion 1 bis 3 Teile Polyiscicyanat pro 10 Teile der anderen Binderkomponenten zugesetzt enthält.
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