DE2855929A1 - Basisfolie fuer ein magnetisches aufzeichnungsband sowie verfahren zur herstellung einer solchen folie - Google Patents

Basisfolie fuer ein magnetisches aufzeichnungsband sowie verfahren zur herstellung einer solchen folie

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Description

N.V. Philips
s' GIo&ilan^enisb.vJ'iR, Eindhoven
15_12-1978 / PHN 9017
"Basisfolie für ein magnetisches Aufzeichnungsband sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Folie".
Die Erfindung betrifft eine Basisfolie für einmagnetisches Aufzeichnungsband, die aus einem thermoplastischen Kunststoff zusammengesetzt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Folien.
Kunststoffolien, zum Beispiel (hochpolymerisierte) Polyesterfolien aus Polyäthylen-Terephthalat oder Polyamid, haben im allgemeinen eine gute Festigkeit, Steifheit, Verschlexssfestigkext und Hitzefestigkext, die sie als Basisfolien für magnetische Aufzeichnungsbänder
'10 geeignet machen. Zunächst war es üblich, diese Folien in der Breitenrichtung und in der Längsrichtung in gleichem Ausmass vorzustrecken, um ein sogenanntes "balanced tape" mit gleicher Steifheit in beiden Richtungen zu erhalten. Um der Nachfrage nach immer dünneren Basisfolien dennoch mit ausreichender Zugfestigkeit genügen zu können, ist man seit 1958 allmählich dazu übergegangen, balancierte Folien in der Längsrichtung nochmals zu strecken (sogenanntes "tensilized tape"), wodurch diese Folien ihre grösste Steifheit in der Längsrichtung haben. Aufzeichnungsbänder, die diesen letzten Folientyp benutzen, sind aus der DE-OS i4 O4 396 bekannt. Diese bekannten magnetischen Aufzeichiiuiigsbänder werden dadurch erhalten, dass die als Träger für die magnetisierbare Schicht benutzte Polyesterfolie (mit einer Dicke von 17 /um) zunächst in transversaler und in longitudinaler Richtung in gleichem Masse mit
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einem Streckverhältnis von 2,5 bis etwa 3|25 vorgestreckt und danach 30 bis 50 °ß> oder darüber in longitudinal er Richtung nachgestreckt werden. Die nachgestreckte und gehärtete Folie wird anschliessend mit einer magnetisierbaren Schicht verkleidet.
Möchte man noch dünnere Folien herstellen,
, wobei es sich hier im wesentlichen um Folien mit einer Dicke zwischen 5 und 15 /um handelt, zeigt es sich, dass trotz des zusätzlichen Verstreckens in der Längsrichtung nach obiger Beschreibung in steigendem Masse unerwünschte Effekte beim Bandtransport auftreten, beispielsweise Knicken der Ränder des Bandes und sogar Umklappen bzw. Zusammenlegen an den Höhenführungen, sowie Falten des Bandes beim Bandtransport sowohl in Bandaufnahme- und Bandwiedergabegeräten als auch bei der Herstellung in den Produktionsmaschinen, welche Falten Spannungskonzentrationen, Knittern und einen mangelhaften Kontakt mit einem mit dem Band zusammenarbeitenden Magnetkopf bewirken können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Basisfolie für ein magnetisches Aufzeichnungsband zu schaffen, die sich dazu eignet, sehr dünn hergestellt zu werden, und geringe Neigung zum Knicken, Umklappen oder Falten hat.
Diese Aufgabe wird durch eine Basisfolie erfüllt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Folie in der Längsrichtung einen Youngschen Modul E1 von höchstens 4 000 N/mm und in der Querrichtung einen Youngschen Modul von mindestens 1,3 E1 hat. Der Youngsche Modul (Elastizitätsmodul) der Folie ist ein Mass für die Steifhext, die nach den Normvorschriften ASTM D 882-73, Verfahren A, bestimmt wird.
Indem die verfügbare Steifheit der Basisfolie vorsätzlich anders verteilt wird als bisher üblich ist, insbesondere eine verhältnismässig grosse Steifheit in der Querrichtung und eine relativ geringe Steifheit in der Längsrichtung, wird überraschenderweise erreicht, dass sich bei einer gegebenen Steifheit die Neigung der Folie zum Knicken, Umklappen, Zusammenlegen und Falten bedeutend
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«3
verringert. Als zusätzlicher Vorteil wurde gefunden, dass sich das sogenannte Ausholen der Folie (Englisch: ("cupping") verringert, indem die Steifheiten der Basisfolie und der raagnetisierbaren Schicht eines transversalsteifen Bandes besser zueinander passen als die eines longitudinalsteifen Bandes. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Untersuchungen erwiesen haben, dass die Basisfolie in der Längsrichtung gar nicht so steif zu sein braucht. Es genügt ein Youngscher Modul von 2000 ρ
N/mm", wenn nur die Steifheit in der Querrichtung ausreicht
(vorzugsweise zumindest 4000 N/mm ).
Eine in der Querrichtung steifere Folie nach der Erfindung kann auf verschiedene Weisen verwirklicht werden.
Eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Basisfolie nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die ungestreckte Folie sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung unter Umständen gestreckt wird, die folgender Begingung entsprech en
T ^, 1,5 L
worin L das Streckverhältnis in der Längsrichtung in bezug auf die ursprüngliche Länge der ungestreckten Folie ist, und T das Streckverhältnis in der Querrichtung in bezug auf die ursprüngliche Breite der ursprünglichen Folie angibt.
Eine andere Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Basisfolie nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit in der Querr-ichtung verlaufenden Fasern versehen wird. Sie können zum Beispiel aus Glas oder aus einem Kunststoff bestehen. Diese Befestigungsart bietet die Möglichkeit zur Verwirklichung jeder gewünschten Steifheit.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein magnetisches Aufzeichnungsband, das aus einer länglichen, eine magnetisierbare Beschichtung tragenden Kunststoffolie besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Folie aus vorbeschriebener Basisfolie angefertigt ist.
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28S592S
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• Die Erfindung wird an Hand nachstehender Beschreibung näher erläutert.
Untersucht wurde u.a. das Verhalten einer
7,5 /um dicken Folie in Tonbandgeräten. Dazu wurde eine
S längliche, transversalsteife Folie mit einer Breite von 12,7 mm und mit einer Steifheit in longitudinaler Richtung E1 = 4000 N/mm und mit einer Steifheit in transversaler
2
Richtung E, = 8000 N/mm benutzt. Das Verhalten dieser transversalsteifen Folie nach der Erfindung wurde mit dem Verhalten von "tensilized" Folie mit E1 = 8000 N/mm und
E, = 4000 N/mm verglichen. Es hat sich deutlich herausgestellt, dass transversalsteife Folie geringere Neigung zum Knicken und Umklappen der Ränder an die Höhenführungsmittel als die "tensilized" Folie hat.
Auch ist die Neigung zum Falten dieser zwei Folienarten in der Näher der Antriebsrolle (capstan) und der Gummiandruckrolle verglichen. Es ist bekannt, dass dünne Folie sich faltet und knittert, wenn die Andruckrolle die Folie ungleichmässig an die Antriebsrolle drückt und die Folienspannkraft zu gross wird. Es hat sich herausgestellt, dass die transversalsteife Folie erst zum Falten neigt in der Nähe der Antriebsrolle bei einer Spannkraft, die um minimal 50 °/o höher als die Spannkraft ist, bei der sich "tensilized" Folie faltet.
Obgleich die Bruchstärke der bekannten "tensilized" Folie unter reiner Zugbelastung (Laborversuche) in longitudinaler Richtung grosser als die Bruchstärke transversalsteifer Folie nach der Erfindung unter dieser Bedingung ist, stellt es sich heraus, dass bei der Verwendung in Tonbandgeräten (Versuche in der Praxis) unter hoher Stossbeiastung durch Einsclialterscheinungen transversalsteife Folie nicht schneller bricht als "tensilized tape". Dieses nicht ohne weiteres zu erwartende Ergebnis lässt sich zum Teil daraus erklären, dass das Band in Tonbandgeräten in den meisten Fällen nicht durch das Überschreiten der zulässigen Spannkraft bricht, sondern durch zu hohe örtliche Spannungskonzentrationen im Band, beispielsweise bei Höhenführungen. Durch die Wahl der grösseren Steifheit
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in der Querrichtung wird die Intensität der Spannungskonzentrationen eher niedriger als höher.
Das Sammeln quantitativer Daten über das Knick- und Faltverhalten der Folie zur Ergänzung der bereits erwähnten qualitativen Hinweisen hat sich als besonders schwer herausgestellt. Dies ist verständlich, wenn man bedenkt, dass man bei dünnen Folieimit Dickenschwankungen von +_ 5 io (und also mit Biegesteifheitsschwankungen von +_ 15 $>) rechnen muss und dass Spannkraft-IC Schwankungen berücksichtigt werden müssen, die grosser oder gleich 0,05 N-sind, dass die Zuführungs- und Abführungsspulen bedeutende Störungen in die Folie einführen und dass Messgeräte die Messungen an den sehr dünnen Folien beeinflussen.
Um quantitative Daten über die Faltempfindlichkeit der erfindungsgemässen Folie zu erhalten, wurde folgendes Experiment durchgeführt.
Probestücke der Folie mit verschiedenen Steifheitsverteilungen wurden mit beiden Enden eingeklemmt,
2Q einer Zugkraft ausgesetzt derart, dass kein Moment oder keine Querkraft in den Probestücken erzeugt wurde. Anschliessend wurde an einem Ende jedes Probestücks eine Querverschiebung gegeben, während das andere Ende festgehalten wurde.
Die kritische Querverschiebung V, , d.h. die Querverschiebung, bei der das Falten auftritt, ist in der Tabelle gegeben.
Die Probestücke hatten alle eine Länge von 30 mm, Bine Breite von 12,7 mm und eine Dicke von 0,012 mm.
Es wurden Spannkräfte von 0,5 N bzw. von·1,2 N angewendet.
Die Steifheit der Probestücke ist in der Tabelle durch den Elastizitätsmodul in longitudinaler Richtung E1 und den Elastizitätsmodul in transversaler Richtung E, angegeben.
In der Tabelle ist ausserdem der Wert des Anisotropiekoeffizienten tf angegeben, der für die bekannten "tensilized" Folien als E1 = ©P E, E, = E, und für die transversalsteifen Folien nach der Erfindung als E1 = E,
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E = Je definiert ist.
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Es wurden folgende Ergebnisse erreicht :
5 Transversalsteife
Folie		 / Spannkraft (Ν) ( N/mm 0,5 1,2
10 15 Tensilized
Folie		 1,9
1,65
1,2		 (N/mm2) 72OO
63OO
4600		 kritisch
(/um)		 v
kritisch
1,2
1,65
1,9		 38OO
3800
38OO		 38OO
38OO
38OO		 I Oi I
cn 		70
6k
58
k 600
63OO
72OO		 20 53
38
36
Diese Ergebnisse geben deutlich den grossen Vorteil an, den ein transversalsteife Folie nach der Erfindung in bezug auf eine bisher übliche "tensilized" oder longitudiiialsteife Folie bietet.
Werden zwei Folien mit gleicher Gesamtsteifheit miteinander verglichen, gibt immer sowohl bei einer Spannkraft von 0,5 N" als auch von 1,2 N die Folie mit grösserer Steifheit in der Querrichtung als besseres Ergebnis als eine Folie mit der grSsseren Steifheit in der Längsrichtung, d.h. bei einer Folie mit der grösseren Steifheit in der Querrichtung ist eine gi-össere Quervex-schiebung möglich, bevor Falten auftreten.
1st die Steifheit in der einen Richtung um 20 0Io grosser als in der anderen Richtung (o^= 1,2), so zeigt es sich, dass die Festigkeit der Folie mit der grösseren Steifheit in der Querrichtung gegen Falten um etwa 10 c/o grosser ist als die Festigkeit einer Folie mit der grösseren Steifheit in der Längs richtung. lsi; der Steifheitsunterschied 65 c!o ( (J = 1,65) so ist die Festigkeit der erfindungsgemässen Folie gegen Falten schon fast 70 c/c
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grosser als die einer "tensilized" Folie mit gleicher Gesamtsteifheit, imd zwar bei einer an sich geringen Steifheit in der Längsrichtung (38OO N/mm~).
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Claims (3)

15-12-1978 i/ PHN 9017 PATENTANSPRÜCHE.
1.J Basisfolie für ein magnetisches Aufzeichnungsband, die aixs einem thermoplastischen Kunststoff zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie in der Längsrichtung einen Youngschen Modul -von höchstens, h 000 N/mm und in der Quer richtung einen Youngschen Modul von mindestens 143 ß-, hat.
2. Basisfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie in der Querrichtung einen Youngschen Modul von mindestens 1»6"5 E-. hat.
3. Verfahren zur Herstellung einer Basisfolie
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ungestreckte Folie sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung unter Umständen gestreckt wird, die folgender Bedingung entsprechen
' T '-r> 1,5 L
•worin L das Streckverhältnis in der Längsrichtung in bezug auf die ursprüngliche Länge der xjngestreckten Folie ist, und
T das Streckverhältnis in der Q\ie.rrichtung in bezug auf die ursprüngliche Breite der ursprünglichen Folie angibt. h. Verfahren zur Herstellung einer Basisfolie
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie mit in der Querrichtung verlaufenden Fasern versehen ist.
5· Magnetisches Aufzeichnungsband, bestehend
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aus einer länglichen, eine magnetxsxerbare Beschichtung • tragenden Kunstoffolie, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus der Basisfolie nach Anspruch 1 oder 2 zusammengesetzt ist. 5
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DE19782855929 1978-01-05 1978-12-23 Basisfolie fuer ein magnetisches aufzeichnungsband sowie verfahren zur herstellung einer solchen folie Withdrawn DE2855929A1 (de)

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