DE3100456C2

DE3100456C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3100456C2
Application number: DE3100456A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Fujiyama; Takahito Miyoshi; Toshimitu Okutu; Yasuyuki Odawara Kanagawa Yamada
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1980-01-10
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1986-09-11
Also published as: US4367261A; JPS5698719A; DE3100456A1

Abstract

Es wird ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit einer magnetischen Schicht und einer Rückseitenschicht auf entgegengesetzten Seiten eines Trägers angegeben. Die Rückseitenschicht umfaßt einen in einem Binder dispergierten anorganischen Füllstoff, wobei der Binder eines oder mehrere Celluloseharze, eines oder mehrere thermoplastische Polyurethanharze und eines oder mehrere Polyisocyanate enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, bestehend aus einem Träger mit einer magnetischen Schicht auf einer Seite des Trägers und einer Rückseitenschicht auf der anderen Seite des Trägers.

Magnetische Aufzeichnungsbänder für Audio-, Video- oder Computeranwendungen besitzen eine magnetische Aufzeichnungsschicht mit einer glatten Oberfläche um verbesserte Empfindlichkeit zu liefern, insbesondere ein höheres Ausgangssignal im Bereich der Hochfrequenz. Magnetische Aufzeichnungsbänder mit einer derartigen glatten Oberfläche können nicht einheitlich und ordentlich aufgewickelt oder abgewickelt werden, so daß Spannungsvariationen während diesem Aufwickeln oder Abwickeln ihre Laufeigenschaften verringern und ein unstabiles Ausgangssignal verursachen. Außerdem kann das Band leicht verzerrt oder geschädigt werden.

Zur Vermeidung dieser Fehler wurden magnetische Aufzeichnungsbänder mit einer Rückseitenschicht auf der Oberfläche des Trägers entgegengesetzt zur magnetischen Aufzeichnungsschicht vorgeschlagen. Jedoch auch derartige Bänder sind nicht ohne Mängel, da die gewöhnlichen Binder zur Anwendung in der Rückseitenschicht wie ζ. B. Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäurecopolymere eine niedrige Abnützungsbeständigkeit und Zähigkeit besitzen, wodurch die Bandlaufdauerhaftigkeit verringert wird und sich ein erhöhter Reibungskoeffizient und eine Wellenform oder Kräuselung an den Bandkanten ergibt
Es ist allgemein bekannt, daß, falls ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, insbesondere ein Magnetband, welches eine Rückseitenschicht zur Bildung verbesserter Laufeigenschaften und einer hohen Laufdauerhaftigkeit besitzt, gerollt oder in Bögen gestapelt wird, sich die Vorsprünge und Aussparungen in der Rückseitenschicht auf die Oberfläche anstoßenden magnetischen Schicht übertragen, so daß eine Schädigung der Oberflächeneigenschaften der magnetischen Schicht in einem solchen Ausmaß erfolgt daß die elektromagnetischen Eigenschaften, insbesondere die S/N-Eigenschaften, des magnetischen Aufzeichnungsmaterials beeinträchtigt

45 werden.

Die DE-OS 25 38 841 betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, bei dem die magnetischen Partikel in einem Bindemittel aus einem Polyurethan-, Phenoxy- und Vinylidenchlorid-Acrylonitril-Harz gebunden sind.

Die DE-OS 27 19 285 betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, bei dem Eisenoxidpulver :r. Nitrocellulose und einem Harz vom Vinylchlorid-Typ dispergiert ist

so Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit ausgezeichneter Laufdauerhaftigkeit ohne Erhöhung des Reibungskoeffizienten und ohne Verschlechterung der S/N-Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, das gekennzeichnet ist durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien besitzen einen verringerten Reibungskoeffizienten und eine verbesserte Laufdauerhaftigkeit, sind frei von Kantenbeschädigungen und weisen keine Herabsetzung der S/N-Eigenschaften während des Gebrauchs auf.

Im Rahmen der Erfindung sind als Bindemittel z. B. Cellulosederivate, vorzugsweise mit 7,5 bis 40 Gew.-% restlicher Hydroxylgruppen wie Nitrocellulose einsetzbar. Nitrocellulose mit einem Polymerisationsgrad von 35

M) bis 800 und einem Nitrierungsgrad von 10 bis 13 wird besonders bevorzugt. Einzelheiten über derartige Cellulosederivate sind in der US-Patentschrift 41 35 016 angegeben. Diese Derivate sind wertvoll zur Ausbildung von magnetischen Aufzeichnungsmaterialien mit Wärmebeständigkeit, Zähigkeit und Antiblockiereigenschaften.
Im wesentlichen können auch handelsübliche thermoplastische Polyurethanelastomere verwendet werden,

b5 z. B. Polyesterpolyurethanharze, welche gebildet wurden, indem zunächst organische zweibasische Säuren wie Phthalsäure. Adipinsäure, dimerisierte Linoleinsäure und Maleinsäure mit Glykolen wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, und Diäthylenglykol oder mehrwertigen Alkoholen wie Trimethylolpropan, Hexantriol. Glycerin, Trimethyloläthan und Pentaerithrit unter Bildung eines Polyesterpolyoles umgesetzt werden und

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das erhaltene Polyesterpolyol mit einer Polyisocyanatverbindung wie Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendüsocyanat und Hexaxylylendiisocyanat, Polyätherpolyurethanharzen und Harzen mit einem Ring

im Molekulargerüst der Formel I

t-iO—R—OOC—R'—COVOROOCNH—R"—NHCOl·-

worin m eine ganze Zahl von 5 bis 100, R eine durch eine alicyclische oder aromatische Verbindung mit mindestens zwei Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder mindestens 2 Hydroxyalkoxylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen eingeführte zweiwertige Gruppe, R' einen der folgenden Reste

oder

-CH₂

R" einen der folgenden Reste

— -H₂C

CH₂-

oder (CH₂)H bedeuten, worin π eine g;ize Zahl von 4 bis 6 darstellt, wobei typische Endgruppen der Harze aus Hydroxylgruppen bestehen, umgesetzt wird.

Wirksame Poiyurethanelastomere haben ein Molekulargewicht von etwa 5000 bis etwa 500 000. vorzugsweise 10000 bis 200 000. Einzelheiten über diese Polyurethanelastomeren sind in der japanischen Patentanmeldung 122234/80 beschrieben.

Als Bindemittel können auch Polyisocyanate eingesetzt werden, z. B. 2,4-ToIylendiisocyanat, 1,6-ijexamethylendiisocyanat und Triisocyanate.

Eine bevorzugte Zusammensetzung des Binders besteht aus 20 bis 80 Gewichtsteilen, insbesondere 30 bis 60 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Celluloseharze, 20 bu 50 Gewichtsteilen, insbesondere 30 bis 40 eines oder mehrerer thermoplastischer Polyurethanelastomerer und etwa 10 bis etwa 50 Gewichtsteilen, insbesondere 10 bis 40 Gewichtssteilen eines oder mehrerer Polyisocyanate.

In der Rückseitenschicht wird ein Füllstoff zur Steuerung der Oberflächenrauheit und des elektrischen Widerstandes verwendet. Beispiele für Füllstoffe umfassen Rußpulver, Graphit, Wolframsulfid, Molybdändisulfid und Bornitrid, sowie andere anorganische Pulver, beispielsweise SiO₂, CaCO3, AI2O3, Fe₂Oa, TiO₂, MaO. ZnO oder CaO. Hiervon wird Calciumcarbonat besonders bevorzugt, welches eine hohe Affinität für den erfindungsgemäß eingesetzten Binder besitzt und welches in dem Binder gut dispergierbar ist. Das Gewichtsverhältnis des oder der Füllstoffe zu dem Binder liegt im Bereich von 1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3.

Die Rückseitenschicht kann weiterhin ein Gleitmittel zur Senkung des Reibungskoeffizienten der Rückseitenschicht und zur Verbesserung der Laufeigenschaften und der Laufdauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums enthalten. Geeignete Gleitmittel sind aliphatische Säuren mit 12 oder mehr Kohlenstoffatomen. Ester hiervon, Silicone und Praffinwachse. Aliphatische Säuren mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen werden bevorzugt. Beispiele für Gleitmittel umfassen Äthylmyristat, Äthylpalmitat, Äthylstearat, Butylmyristat, Butylpalmitat. Butylstearat und

Si(CHj)₃-0-(Si(CHj)₂O)₇-Si(CHj)₃

worin ρ eine Zahl von 2 bis 10 bedeutet, welches mit einer aliphatischen Säure z. B, Myristinsäure. Caprinsäure, Behensäure oder Oleinsäure modifiziert sein kann. Das Gleitmittel wird vorzugsweise in einer Menge von etwa 23 bis 20 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Binders zugesetzt.

Die Größe des in der Rückseitenschicht enthaltenen Füllstoffs ist günstigerweise so klein als möglich, so lange gute Laufeigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmaterials beibehalten werden, jedoch hat gleichzeitig, wie jetzt gefunden wurde, die Stärke der Rückseitenschicht ebenfalls einen großen Effekt auf die Oberflächenei- o'> genschaften der magnetischen Schicht, und die Rückseitenschicht hat günstigerweise eine möglichst kleine Dicke, so lange gute Laufeigenschaften und gute Laufdauerhaftigkeit beibehalten werden.

Die Herstellung einer Rückseitenschicht, die keinen Einfluß auf die Oberflächeneigenschaften der magne-

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tischen Schicht besitzt, erfordert eine sorgfältige Wahl der Art und der Form des in der Rückseitenschicht ϋ, enthaltenen Füllstoffes. Obwohl Kohlenstoff und die vorstehend aufgeführten anorganischen Feinteiichen als

Füllstoff verwendet werden können, muß darauf geachtet werden, daß die geeignete Größe, Härte und Form gewählt wird. Ein Füllstoff mit einer durchschnittlichen Größe von etwa 0,01 bis etwa 05 μη» wird bevorzugt und eine Größe zwischen 0.02 und 0.1 μπι wird besonders bevorzugt Ein Füllstoff mit einer Härte von etwa 2 bis etwa 4 auf der Härteskala nach Mohs ist günstig, und eine Härte zwischen 25 und 35 ist besonders günstig. Der Füllstoff kann eine kornförmige oder nadeiförmige Form aufweisen. In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen.

ίο Beispiel 1

Eine Überzugsmasse wurde durch gründliches Vermischen der nachfolgend angegebenen Bestandteile in einer Kugelmühle hergestellt:

15 Nitrocellulose 30 Teile

Polyurethan (handelsüblich) 15 Folyisocyanat (handelsüblich) 25 CaCO₃-Pulver 150 Methyläthylketon 300

Die vorstehende Überzugsmasse wurde, auf einer Seite eines magnetischen Aufzeichnungsbac.des mit einer ι magnetischen Aufzeichnungsschicht auf der anderen Seite aufgezogen und getrocknet, so daß sie eine Rücksei

tenschicht mit einer Dicke von 0,8 bis 1,2 um bildete.

25 Beispiel 2

Ein Magnetband wurde entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch folgende _v Überzugsmasse verwendet wurden:

^' 30 Nitrocellulose 15 Teile

1, Polyurethan (handelsüblich) 30

ff Polyisocyanat (handelsüblich) 25

f'i CaCO₃-Pulver 150

y> Methyläthylketon 300

·»' Beispiel 3

i' Der Überzug für das Magnetband wurde durch gründliches Vermischen der nachfolgend aufgeführte« Be

standteil: in einer Kugelmühle hergestellt:

."ί Nitrocellulose 35 Teile

Polyurethan (handelsüblich) 20

_' Polyisocyanat (handelsüblich) 45

CaCOj-Pulver 240

45 Stearinsäure 5

¹ Methyläthylketon 480

Die Überzugsmasse wurde auf die Seite des magnetischen Aufzeichnungsbandes entgegengesetzt zur magnetischen Aufzeichnungsschicht desselben aufgetragen und getrocknet, so daß eine RUckseitenschicht mit einer Stärke von 0,8 bis 1,2 μπι gebildet wurde.

Beispiel 4

Ein Magnetband wurde entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch folgende Überzugsmasse verwendet wurde:

Nitrocellulose 35 Teile Polyurethan (handelsüblich) 20 Polyisocyanat (handelsüblich) 45

60 CaCO₃-Pulver 240

Erucasäure 5 Methyläthylketon 480 Beispiel 5

Ein Magnetband wurde entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch folgende , . Überzugsmasse verwandet wurde:

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Nitrocellulose 35 Teile

Polyurethan (handelsüblich) 20

Polyisocyanat (handelsüblich) 43

CaCO₃-Pulver 240

Methyläthylketon 480 s

Vergleichsbeispiel

Ein Magnetband wurde entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch folgende Oberzugsmasse verwendet wurde: io

Vinylchlorid- Vinylacetat-Maleinsäurecopolymeres; Molarverhältnis von Vinylchlorid : Vinylacetat: Maleinsäure

87 :8 :5, Molekulargewicht etwa 28 000) 30 Teile

Polyurethan (handelsüblich) 15 is

Polyisocyanat (handelsüblich) 25

CaCOa-Pulver 150

Methyläthylketon 300

Die sechs in den Beispielen 1 bis 5 und dem Vergleichsbeispie! erhaltenen Bandproben, die als Proben A bis E 20 und Vergleichsprobe F identifiziert werden, wurden den nachfolgend beschriebenen Untersuchungen unterworfen und die in der folgenden Tabelle enthaltenen Ergebnisse wurden erhalten.

Test 1

Die Laufeigenschaft eines frischen Bandes wurde mit derjenigen eines Bandes verglichen, welches 100 Läufe hinter sich hatte. Die Laufdauerhaftigkeit wird durch TiITi angegeben, worin T\ die Bandspannung am Eintritt in den Drehzylinder eines VHS-Videodecks und Ti die Bandspannung (jeweils in N/mm²) am Austritt ist.

Das Ausgangssignal von VHS-Videodecks unter Anwendung des frischen Bandes wurde mit dem Ausgangssignal von dem Deck unter Anwendung des gleichen Bandes verglichen, welches 100 Läufen unterworfen worden jo war; die Änderungen des Ausgangssignales wurden verglichen.

Test 2

Der Reibungskoeffizient eines frischen Bandes gegenüber dem Bandführungsstift aus rostfreiem Stahl eines 35 VHS-Videcdecks (Bandgeschwindigkeit 33 cm/sec) wurde sowohl für die zweite mit der Magnetschicht als auch die Seite mit der Rückseitenschicht gemessen.

Die gleiche Bestimmung erfolgte mit dem gleichen Band, das 100 Läufen unterworfen worden war.

Test 3 -to

Ein frisches Band wurde 100 Läufen auf einem VHS-Videodeck unterworfen; die Abnützung der Riickseitenschicht und jede Schädigung des Bandes wurden untersucht

Tabelle

	Probe A	Probe B	Probe C	0.33 0,22	0,25 0,13	Probe D	Probe E	Vergleichs
	Ausgangssignaländerung nach 100 Bandläufen (dB) 0,2 0,4 0,1 Bandspannung des frischen Bandes auf dem Deck (T₂/ T\) 70/35 95/40 68/35 *Bandspannung auf dem Deck (T₂ZTt)* nach 100 Läufen 75/35 95/40 68/35**	0,33 0,22	0,25 0,13	0,1 70/35 70/35	0.4 95/40 95/40	probe F U 100/40 95/35
Raumtemperatur und normale Feuchtigkeit Reibungskoeffizient des frischen Bandes Magnetische Oberfläche Rückseitenoberfläche	0,29 0,15	0,35 0,25	0,28 0,15	0,25 0,13	0,34 0,24	0,35 0,22
Reibungskoeffizient nach 100 Bandläufen Magnetische Oberfläche Rückseitenoberfläche	0,28 0,13	035 0.25	0,28 0,15	0,25 0,13	0,32 0,22	0,33 0,20
Raumtemperatur und hohe Feuchtigkeit (85% RH) Reibungskoeffizient des frischen Bandes Magnetische Oberfläche Rückseitenoberfläche	033 0,19	sehr gering	sehr gering	0,30 0,17	0,35 0,25	0,40 0,28
Reibungskoeffizient nach 100 Bandläufen Magnetische Oberfläche Rückseitenoberfläche	0,33 0,19	sehr gering	Ohne	0,30 0,17	0,34 0,24	0,38 0,27
Abnützung	sehr gering	sehr gering	sehr gering	hoch
Bandschädigung (Kantenkräuselung, Kantenwellung)	Ohne	Ohne	sehr gering	stark

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Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß ein Magnetband mit einer Rückseitenschicht, welche Nitrocellulose
enthält, eine gute Uufdauerhaftigkeit besitzt, und daß insbesondere ein höherer Gehalt an Nitrocellulose in der
Rückseitenschicht eine bessere Laufdauerhaftigkeit ergibt.

Claims

31 OO 456 Patentansprüche:

1. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial, bestehend aus einem Träger mit einer magnetischen Schicht auf einer Seite des Trägers und einer Rückseitenschicht auf der anderen Seite des Trägers, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseitenschicht einen anorganischen Füllstoff, der in einem Bindemittel, bestehend aus einem oder mehreren CeHuIoseharzen, einem oder mehreren thermoplastischen Polyurethanen und einem oder mehreren Polyisocyanaten dispergiert ist, wobei die Rückseitenschicht eine Dicke von 0.5 bis 1.0 μίτι und eine Oberflächenrauheit von weniger als 0,024 μπτ, angegeben als durchschnittliche Mittellinienrauheit bei einem Abschnittswert von 0,08 mm, besitzt und die Magnetschicht eine Oberflächenrauheit von weniger als 0,02 um, angegeben als durchschnittliche Mittellinienrauheit bei einem Abschnittswert von 0.08 mm. besitzt

2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der anorganische Füllstoff aus Calciumcarbonat besteht und eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,02 bis 0,1 um besitzt

3. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff in der Rückseitenschicht eine Härte zwischen 2,5 und 3,5 auf der Mohs'schen Härteskala besitzt

4. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Bindemittel enthaltene Celluloseharz aus Nitrocellulose besteht

5. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Rückseitenschicht 2ß bis 30 Gew.-Teile einer aliphatischen Säure mit 18 bis 22 Kohlenstoffatomen je 100

20 Gew.-Teiie des Bindemittels enthält