DE2538841C3 - - Google Patents

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DE2538841C3 DE2538841A DE2538841A DE2538841C3 DE 2538841 C3 DE2538841 C3 DE 2538841C3 DE 2538841 A DE2538841 A DE 2538841A DE 2538841 A DE2538841 A DE 2538841A DE 2538841 C3 DE2538841 C3 DE 2538841C3
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung 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.
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 HiFi-Kassetten gute Hochfrequenzeigenschaften zu erreichen, soll das Aufzeichnungsmedium eine hochpolierte glänzende Oberfläche besitzen. Bänder mit einer hochpolierten Oberfläche führen jedoch heim 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 einem 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.
Eine andere wichtige Eigenschaft der schraubenförmigen 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 von Minuten äquivalent zu Tausenden von normalen Durchläufen ausgenutzt werden.
Aus der DE-OS 21 00 503 ist es bereits bekanntgeworden, Bindermischungen aus Vinylidenchloria-Acrylnitril-Mischpolymerisat mit Polyurethanen oder Phenoxy-Harz mit Polyurethanen für magnetische Aufzeichnungsrnedien zu verwenden. Bindcrrnischungcn für
Tonbänder aus Polyurethanen und Phenoxy-Harz sind
auch in der DE-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 DE-OS 22 08 792 und der US-PS 3649 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.-% eines Phenoxy-Harzes und 15 bis 45 Gew.-% eines Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisats enthaltende
Dispersion aufgebracht wird.
Das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Bindemittel besteh« 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
ho 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
f'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-Tvp: PoIy-
PoIy- Äther-
Ester- Urethan
Urethan 1,11
Spezifisches Gewicht U 80
Härte 88 350
Zugfestigkeit (kg/cm2) 406
Elastizitätsmodul bei 300% 77
Auslängung (kg/cm2) 91 600
Auslängung (%) 500
Diese Polyurethane enthalten keine aktiven Isocyanatgruppen.
Das Poly-Äther-Utäthan ist flexibler als das PoIy-Ester-Urethan und äst 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 Abnutzungseigenschaften und geringe Reibungskoeffizienten besitzen müssen, wie dies beispielsweise bei Bändern für schraubenförmige Abtastung der Fall iV, erweist sich im Binder eine Kombination von etwa gleichen Teilen Poly-Ester-Urethan und Poly-Äther-ürethan otier Poly-Ester-Urethan allein als vorteilhaft
Ein geeignetes Phenoxy-Harz ist ein handelsübliches mit den folgenden Eigenschaften:
Näherungsweises Molekulargewicht 20 000 bis 30 000
Spezifisches Gewicht 1,18
Strömungsgeschwindigkeit
der Schmelze
(g/10 Min.bei 2200C) 2,5 bis 10
Höchstzugfestigkeit
(kg/cm*) 630 bis 665
Höchstzugauslängung (%) 50 bis 100
Erweichungstemperatur 1000C
Flüssigkeits- und Dampfdurchlässigkeit 8,9 · 10-2
Gramm/h · cmJ
und der allgemeinen Formel
CH3
— O
Prozentuale Auslängung 8 bis 10 Viskosität (cPs,20%jge Lösung
in Methyl-Äthyl-Keton) 1000
Härte (Sward Rocker) 31 Abriebfestigkeit (Taber Abraser CSlO-Scheibe unter 1000 Gramm Last,2,54 · IO-3 cm/1000 Umdr.) 0,5bis 1,0 Wasserabsorption des Films
(Eintauchen für zwei Wochen eines
,o 2^4- 10-3cm-Filmesbei25°C) 0.15%
Oberflächenwiderstand
(Ohm pro Fläche) >1G>
Den obenerwähnten Bindemittelmischungen wird zur
Erzeugung eines harten, hochabriebfesten Films vorzugsweise ein Polyisocyanat zugefügt Zweckmäßig verwendet man ein Polyisocyanat in Form einer Polyisocyanat-Lösung in Äthylacetat und einen Feststoffgehalt von etwa 74 bis 76%. Pro 10 Teile der anderen Binderkomponenten kommen eins bis drei Teile des Polyisocyanats in Betracht
Zur Herstellung eines Bandes wird zunächst eine Dispersionslösung 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 enthält; 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 Verfehrenstechniken zur Anwendung kommen.
η = 100
Das Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisat ist zweckmäßigerweise ein handelsübliches mit folgenden Eigenschaften:
Spezifisches Gewicht
Brechungsindex
Zugfestigkeit (kg/cm2)
1,6
1,580
0,63 ·
Beispiele
(Gew.-%)
Dispersion
Magnetisches Oxid
Ruß
Zusätze*)
Tetrahydrofuran Cyclohexanon Methyl-Äthyl-Keton Methyl-Isobutyl-Keton
49,8
3,6
5,2
11,2
6,2
14,9
9,1
"100,0 100,0
49,8
4,1
4,3
36,8
5,0
49,7
4,1
4,4
36,8
5,0
KX)1O
Den vorstehenden Dispersionen
Bindemittellösungen zugesetzt:
werden folgende
Teile pro Hundert der 90,8 I02.X
Dispersion
Poly-Estcr-Urethan 4,3 3.6
106,0
Fortsetzung
Poly-Äther-Urethan
Phenoxy-Harz
Vinylidenchlorid-Acryl-
nitril-Copolymeres
Pclyisocyanat-Lösung
(74- bis 76%ig)
Zusätze*)
Tetrahydrofuran
Cyclohexanon
Metiiyl-Äthyl-Keton
Methyl-Isobutyl-Keton
Harzviskosität
bei21,l°C
Mischviskosität
bei 21,IX
3,3
2,7 1,2
1,7 53,2 33,3
1,7 3,4
2,7
2,4 46,7 i2,8
22,9
3,1
100,0 100,0 100,0
17OcP 28CicP 25OcP 2400 cP 3000 cP 2200 cP
4,0 1,7 3,9
2,0
0,7 54,3 33,4
*) Zusätze umfassen Lecithin, Siliconöl und Phenyl-Quecksilberoleat.
Mit diesen Materialien wurden Bänder hergestellt und getestet. Dabei ergeben sich die folgenden Eigenschaften:
Beispiel 1
35
Parameter Video
Schraubenförmige Abtastung Parameter Video
Schraubenförmige Abtastung
HF-Ausgang (Bezug = 100 %) 102 %
Verhältnis Videosignal zu Rauschen (dB) -0,3
Beispiel 2
Parameter Video
Parameter Video
Widerstand (Ohm pro Fläche)
Kleben/Reibung
Stehendes Bild
Shed
2,9-107
klein
4 bis 8 Min.
klein Schraubenförmige Abtastung (1/2" STD Energie)
Widerstand (Ohm pro Fläche) 2,6 · 10*
Kleben/Reibung klein
Stehendes Bild 20+ Min.
Shed klein
HF-Ausgang (Bezug = 100%) 106% Verhältnis Videosignal zu
Rauschen (dB) -0,3
Tonpegel (dB) +3,7
Ton S/N (dB) +3,4
Beispiel 3
Senden (2" Quad)
Widerstand (Ohm pro Fläche) 1,3 ·
Kleben/Reibung klein
Shed klein
Kopfabnutzung bei Umgeburigs- vernach-
bedingungen 1200 Läufe lässigbar
HF-Ausgang (Bezug = 100 %) 110 %
Verhältnis Videosignal zu
Rauschen (dB) 0
Tonpegel (dB) 9,9
Ton S/N (dB) 53,4

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung 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 Vmylidenchlorid-Acrylnitril-Mischpolymerisats enthaltende Dispersion aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Dispersion enthaltene Bindemittel zu etwa 50 Gew.-% aus Polyurethan besteht
3. Verfahren nach Anspruch I 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 Polyisocyanat pro 10 Teile der anderen Binderkomponenten zugesetzt enthält
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