DE3203216C2

DE3203216C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE3203216C2
Application number: DE3203216A
Authority: DE
Inventors: Goro Akashi; Masaaki Odawara Kanagawa Fujiyama; Tatsuji Kitamoto; Takahito Miyoshi; Toshimitu Okutu
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-02-02
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3203216A1; US4414270A; CA1161313A; JPS57130234A; JPH059842B2

Abstract

Es wird ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial angegeben, das eine Magnetschicht auf einer Oberfläche eines nichtmagnetischen Trägers und einen Rückseitenüberzug auf der anderen Oberfläche desselben aufweist, welcher nicht dicker als 2 μm ist und welcher anorganische Teilchen und einen Binder enthält. Die anorganischen Teilchen haben eine durchschnittliche Größe zwischen 0,02 und 5 μm und eine Mohs-Härte von 2,5 bis 9,0 und die Oberfläche des Rückseitenüberzuges hat eine durchschnittliche Mittellinienrauheit (Ra) von 0,024 oder weniger, während die Oberfläche der Magnetschicht eine durchschnittliche Mittellinienrauheit (Ra) von 0,02 oder weniger besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, insbesondere ein Magnetband, mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten, einem hohen S/N-Verhaltnis und einer verbesserten Laufdauerhaftigkeit, das » frei von Wellenbildung und Faltenbildung und Abschabung der Rückseltenoberfläche Ist und in regelmäßiger Weise aufgewickelt oder abgewickelt werden kann.

Magnetische Audio-, Video- und Computeraufzeichnungsbänder haben magnetische Aufzeichnungsschichten, denen eine glatte Oberflache erteilt 1st, um sie mit hoher Empfindlichkeit, insbesondere einem höheren Ausgangssignal Im Hochfrequenzbereich, auszustatten. Jedoch können derartige magnetische Aufzelchnungsbander mit glatter Oberflache nicht glatt aufgewickelt oder abgewickelt werden und Änderungen in der Bandspannung beeinträchtigen das Laufverhalten des Bandes und verursachen Schwankungen im Bandausgangsslgnal. Ferner werden diese Bander leicht deformiert oder geschadigt.

Um die vorstehenden Nachtelle zu vermelden, wurde ein magnetisches Aufzeichnungsband vorgeschlagen, welches einen Rückseltenüberzug auf der Oberflache des nichtmagnetischen Tragers gegenüber der Magnet-3C schicht besitzt. Jedoch bedürfen derartigen übliche Ruckseitenuberzuge Verbesserungen, da sie gegenober Abschabung nicht bestandig sind und einen erhöhten Reibungskoeffizienten und Bandkantenbiegungen (Wellungen und Faltungen) zeigen. Aus dteserr- Grund wickeln sich derartige Bander In unregelmäßiger Welse auf oder ab.

Es ist allgemein bekannt, daß, wenn ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial mit einem RückseitenOberzug for verbesserte Laufeigenschaften und Dauerhaftigkeit während des Laufes zu einem Bandpaket aufgewickelt wird oder wenn Bahnen eines derartigen Materials gestapelt «rcrdsr., die Unebenheiten Im RflekseHenQherzug auf die Oberflache der Magnetschicht Obertragen werden und die Oberfläche derselben schadigen, so daß sich eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften, Insbesondere des Verhältnisses von Signal zu Geräusch (S/N-Verhaltnis) des magnetischen Aufzeichnungsmaterials einstellt. Um bessere Laufeigenschaften zu erzielen, «ι erhalt der Rückseltenüberzug häufig eine rauhe Oberflache, so daß, wenn Rollen oder Bahnen derartiger magnetischer Materlallen gelagert werden oder während längerer Zeiträume stehengelassen werden, die Unebenheiten Im RückseitenOberzug auf die Oberfläche der Magnetschicht fibertragen werden, so daß sich eine Verringerung des S/N-Verhältnisses ergibt.

Aufgabe der Erfindung Ist die Schaffung eines magnetischen Aufzeichnungsmatertals, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten besitzt, jedoch gute Laufdauerhaftigkeit zeigt und welches In regelmäßiger Welse aufgewickelt oder abgewickelt werden kann, bei dem jedoch das S/N-Verhaltnis des magnetischen Aufzeichnungsmaterials nicht verringert Ist.

Die Losung diese Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines magnetischen Aufzelchnungsmaterials, das eine Magnetschicht auf einer Oberflache eines nichtmagnetischen Trägers ur.~i einen Rück-M> settenOberzug auf der anderen Oberfläche desselben, der nicht dicker als 2 um Ist und der anorganische Teilchen und einen Binder enthält, umfaßt, das dadurch gekennzeichnet 1st, daß die anorganischen Teilchen eine durchschnittliche Größe zwischen 0,02 und 5 \im und eine Mohs-Härte von 2,5 bis 9,0 besitzen und daß die Oberfläche des Rockseltenüberzuges eine durchschnittliche Mittellinienrauheit (Ra) von 0,024 μιη oder weniger bei einem Abschnlttswert von 0,08 mm und die Oberfläche der Magnetschicht eine durchschnittliche Mlttel-M llnienrauhelt (Ra) von 0,02 um oder weniger besitzen.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung liegt darin, daß feine anorganische Teilchen mit einem bestimmten Größenbereich und einer bestimmten Härte verwendet werden, d. h. sie müssen eine durchschnittliche Große von 0,02 bis S um, vorzugsweise 0,02 bis 0,2 um, besitzen und eine Mohs-Härte von 2,5 bis 9,0 aufweisen. Spezifische Beispiele für verwendbare anorganische Materialien sind Wolframdisulfld, Molybdändlsulfld, Bor- (*> nltfld, SlOj, CaCOi, Al₁Oi, FCjOj, TlOi₄ MnO, ZnO, CaO und SnO₁, wovon SlOj, CaCOj und TlO₂ bevorzugt werden und CaCO) besonders bevorzugt wird. Diese anorganischen Teilchen werden in solcher Menge verwendet, daß das Gewichtsverhältnis zum Binder vorzugsweise 0,1 bis 4,0, starker bevorzugt 0,1 bis 2,5, und insbesondere 0,8 bis 1,5 beträgt.

Der Binder für den ROckseltenüberzug kann irgendein üblicherweise auf dem Fachgebiet verwendetes Matef>5 rial sein, beispielsweise thermoplastische Harze, thermisch härtende Harze oder härtbare Harze und Gemische hiervon. Es Ist günstig, wenn die alleine oder In Kombination verwendeten Binder Glasübergangstemperaturen (Tg) von etwa 40 bis etwa 120* C, stärker bevorzugt 60° C oder darüber, besitzen.

Spezifische Beispiele für die Binder sind thermoplastische Harze wie Vlnylchlorld/Vlnylacetat-Copolymere,

Vlnylchlorid/Vlnylidenchlorid-Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnltril-Copolymere, Acrylester/Acrylnltrll-Copolymere, Arcylesier/Vinylidenchlorld-Copolymere, Acrylester/Styrol-Copolymere, Methacrylester/Acrylnltril-Copolymere, Methacrylester/Vinylldenchlorid-Copolymere, Methacrylester/Styrol-Copolymero, Urethanelastomcre. Polyvinylfluorid, Vinylidenchlorid/Acrylnltril-Copolymere, Butadien/Acrylnltril-Copolymere, Polyamidharze, Polyvinylbutyral, Celluloseharze, z. B. Celluloseacetatbutyrat, CelluJosediacetat, Cellulosepropionat, Nitrocellulose, Styrol/Butadlen-Copolymere, Polyesterharze, Chlorvinyläther/Acrylester-Copolymere, Aminoharze und verschiedene Kautschukharze und thermisch hartende oder hartbare Harze wie Phenolharze, Epoxyharze, beispielsweise ein Eplchlorhydrin und Bisphenol A aufweisendes Epoxyharz, härtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, härtbare Acrylharze, Polyisocyanate, beispielsweise ein Tolylendlisocyanat und Trlmethylolpropan enthaltendes Polyisocyanate sowie Polyamine.

Die magnetische Überzugsmasse kann nach üblichen Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Beschickung eines Mischers mit einem ferromagnetlschen Pulver, einem Binder, einem Dispergiermittel, einem Gleitmittel, einem Schleifmittel, einem antistatischen Mittel, einem Lösungsmittel und anderen Zusätzen, und Dlspergierung dieser Bestandteile. Bei der Herstellung der Überzugsmasse können das ferromagnetische Pulver und die anderen Komponenten gleichzeitig oder getrennt in den Mischer eingebracht werden. Beispielsweise <s kann das ferromagnetische Pulver zu einem ein Dispergiermittel enthaltenden Losungsmittel zugesetzt werden, worauf während eines bestimmten Zeitraumes gemischt wird, und dann können die anderen Komponenten zu der erhaltenen Dispersion zugegeben werden, um die magnetische Überzugsmasse zu erhalten. Die Verfahren zum Mischen und Dispergieren dieser Komponenten sind beschrieben durch T. C. Patton, Paint Flow and Pigment Dispersion 11964). John Wiley & Sons Co. und die US-PS 28SS 1S6 und 25 81 414. Die magnetische Überzugsmasse kann auf einen nichtmagnetischen Träger unter Anwendung üblicher Verfahren wie Messeraufstreichung, Blattaufstreichung, Luftmesseraufstreichung, Quetschwalzenuberziehen, Umkehrwalzenüberziehen und Gavürüberzlehen aufgetragen werden.

Der Rückseltenüberzug kann In gleicher Weise wie bei der Ausbildung der Magnetschicht ausgebildet werden. Speziell kann die Überzugsmasse für den Ruckseitenuberzug unter Anwendung einer Kugelmühle, eines Sandschleifgerätes, eines Kneters und dergleichen hergestellt werden. Die erforderliche Z;lt zur Dispergierung der Überzugsmasse variiert in Abhängigkeit von der Art des zur Dispergierung der Überzugsmasse verwendeten Geräts und dieses Verfahren kann fortgesetzt werden, bis die bestimmte Rauheit erhalten ist.

Ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, das ein noch besseres S/N-Verhältnis, eine bessere Laufdauerhaftigkeit besitzt und welches in regelmäßiger Welse aufgewickelt werden kann, kann erhalten werden, indem der 3C Reibungskoeffizient (μ) zwischen der Magnetschicht und dem Rückseltenüberzug auf 0,30 oder weniger for eine Relbges'hwlndlgkett von 0,8 ir.m/see Eingestellt wird. Um die Aufzeichnungsdichte je Volumeneinheit zu erhöhen, wird die Stärke des Säcksarienübefzuges so eingestellt, daß die Gesamtstärke des magnetischen Aufzeichnungsmaterials, weiches aus der Mägfl* jthichi, die allgemein im Bereich von 3 bis 10 pm liegt, dem Träger, der allgemein im Bereich von 7 bis 25 μπι liegt, und dem Rückseltenüberzug besteht, so dünn als möglich ist. Somit hat der Rückseltenüberzug eine Stärke von 2 pm oder weniger, vorzugsweise 0,4 bis ί pm.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Oberfläche der Magnetschicht eine durchschnittliche Mittellinienrauheit (Ra) von 0,02 μπι oder weniger für einen Abschnittswert von 0,08 mm besitzt und die Oberfläche des ROckseltenüberzuges eine durchschnittliche Mittellinienrauheit von 0,024 pm oder weniger für den gleichen Abschnittswert (0,08 mm) besitzt, und daß die Rückseltenüberzvjgsschicht so dünn als möglich Ist. Falls diese Erfordernisse erfüllt sind, wird ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial erhalten, wobei die Unebenheiten der Rückseitenüberzugsschicht nicht auf die Oberfläche der Magnetschicht übertragen werden.

Bei den bisherigen Verfahren zeigt die Rückseitenüberzugsschicht eine Neigung zum Bruch, wenn sie dünn lsi, d. h., die RückseltenOberzugsschlcht wird abgeschabt, wenn das magnetische Aufzelchungsmaterial lauft. Dieses Problem wird bei den magnetischen Aufzeichnungsmaterial^ gemäß der Erfindung vermieden. Ferner zeigt das magnetslche Aufzeichnungsmaterial mit der Rückseitenüberzugsschicht gemäß der Erfindung den Vorteil, daß es bei der Aufzeichnung von hoher Dichte bei einer WcilsniSngc von i,3 um ohne Verringerung des Video-S/N-Verhältnisses verwendet werden kann.

Das magnetische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung kann gewünschtenfalls Zusätze enthalten, beispielsweise Rußpulver oder Graphit in der rückseitigen Überzugsschicht. Beispiele für derartige Zusätze und spezifische Verfahren für die Einverleibung dieser Zusätze sind Im einzelnen beispielsweise in der japanischen Patentveröffentllchung 1 08 804/77 aufgeführt. Femer kann die Magnetschicht ein dünner Metallfilm sein, der durch Dampfabscheidung gebildet wurde.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen anhand des Beispiels erläutert, das lediglich zur Erläuterung der Erfindung dient, ohne die Erfindung zu begrenzen. Im Beispiel sind sämtliche Teile auf das Gewicht bezogen.

Beispiel

Eine Magnetschicht, welche Co-haltlge y-Elsenoxldtellchen enthält, wurde auf einer Oberflache eines » Polyäthylemerephthalatträgers mit einer Dicke von 14 μΐη ausgebildet, und ein Rockseltenüberzug wurde auf der anderen Oberfläche ausgebildet. Die Magnetschicht hatte eine Trockenstärke von 5 pm, und der Rückseltenüberzug hatte eine Trockenstarke von 1 pm. Der Rückseitenüberzug wurde durch Auftragung einer Dispersion eines der In der Tabelle I aufgeführten teilchenförmigen anorganischen Materialien In den nachfolgend beschriebenen Bindermassen A, B oder C ausgebildet. Die Oberfl&chenrauhett des Rackseltenüberzuges wurde durch Variierung des Zeltraumes gesteuert, während dessen die teilchenförmigen anorganischen Materialien im Binder dl.sDerelert wurden.

rl Bindennasse A

TeHe

⁵ VmylcWorioVVInylacetat-Copolynieres 5

Polyurethan (Reaktionsprodukt aus einem SO Polyesterdiol [NeopentylglykoL, Butadienglykol und Adipinsäure] und Diphenyl-10 methan-4,4'-düsocyanat)

Methyläthylketon 300 Bindermasse B

TeUe

Nitrocellulose (Nitrierungsgrad: 15

μ 114 bis 12,2%)

Polyurethar, (wie vorstehend) 30 Polyisocyanst (Reaktionsprodukt aus 15

TolylendiLsocyanat und Trimethylol-²⁵ propan)

Methyläthylketon 300

30 Bindermasse C

TeUe

Nitrocellulose (Nitrierungsgrad: 25

bis 12,2%)

Polyurethan (wie vorstehend) 10 Polyisocyanat (Reaktionsprodukt aus 25

Tolylendiisocyanat und Trimethylol-⁴⁰ propan)

Methyläthylketon 300

45 100 Teile der jeweils in Tabelle I aufgeführten anorganischen Materialien wurden in diesen Bindermassen dlspergtert.

Fünf Bandproben wurden in der vorstehend geschilderten Weise hergestellt, und sie wurden jeweils den folgenden Untersuchungen unterworfen, deren Ergebnisse in den Tabellen I und II aufgeführt sind.

50 Test 1

Ein ungebrauchtes Band wurde lOOmal durch ein VHS-Videodeck iaufengelassen, und seine Laufdauerhaitigkeit wurde mit einem Anfangswert verglichen, Indern di* Spannung sowohl am Eintritt (Γι) als auch am Austritt (Ti) des Dreh-VHS-Kopfes gemessen wurden. Das Band wurde auch auf Irgendwelche Fluktuierungen v< im Bandausgangssignal geprüft.

Test 2

Ein ungebrauchtes Band wurde lOOmal wie beim vorstehenden Test 1 Iaufengelassen, und sein dynamischer do Reibunpkoefflzient (h/Ti) gegen einen Pol aus rostfreiem Stahl (3,3 cm/sec) wurde für die Magnetschichtseite und die ROckseitenüberzugsselte geprüft. Das Ergebnis wurde mit seinem anfänglichen dynamischen Reibungskoeffizienten verglichen (Ti/T,)-

Test 3

Ein ungebrauchtes Band wurde lOOmal auf einem VHS-Vldeodeck Iaufengelassen und auf Irgendeine Rückseltenabnützung und Schädigung der magnetischen Aufzeichnungsschichtoberfläche geprüft.

Test

Ein ungebrauchtes Band wurde lümal laufengelassen und dann abgewickelt. Es wurde dann lOOmal laufengelassen und abgewickelt. Es erfolgte dann ein Vergleich, bis zu welchem Betrag die beiden Bander abgewickelt werden konnten. 5

Test

Ein ungebrauchtes Band wurde lOOmal laufengelassen und der dynamische Reibungskoeffizient (μ) zwischen der Magnetschicht und dem RDckseltenQberzug bei einer Reibgeschwindigkeit von 0,8 mm/sec wurde mit dem anfänglichen dynamischen Reibungskoeffizienten (μ) verglichen.

Tabelle I

Probe Binder- Anorgani- Ra des Ruck- Test S Nr. masse sches Pulver seitenüberzuges Reibungs-(durchschnitt-(Abschnittskocfftzient liehe Teilchen- wert: 0,08 mm) zwischen g^röße) Rückseiten

überzug u. Magnetschicht

(μηΐ) (μΓΠ) _(μ) (_dB)

Test

Anfangs- Fluktuierung Deckspannung Deckspannung
S/N-Ver- im Ausgangs- d. unge- nach 100

hältnis signal nach brauchten Durchgängen

Durch- Bandes

gangen

(dB)

(T₂/Ti)

(Tj/Ti)

A

B

C

Fortsetzung

Talk (0,5) ') 0,04

Calciumcarbonat

(0,07) η

Calciumcarbonat (0,07)³)

Calciumcarbonat (0,07)²)

Caiciumcarbonat (0,07)²)

0,03

0,02

0,28 0,35

0,37

-2,0

+2,0 0,3

0,25

95/38 95/38

98/40 98/38

100/42 98/40

95/38 90/35

90/37 88/33

Probe Binder- Test 2 Nr. masse _μ ,j_es ungebrauchten μ d. Bandes nach Bandes 100 Durchgängen

magneti- Rück- magneti- Rück-

sche Ober- seitenober- sehe Ober- seitenober-

fläche fläche fläche fläche

Test 3 Test 4

Bandabnützung Bandschädigung Regelmäßigkeit der
nach 100 (Kantenfaltung Bandaufwicklung³)

Durchgängen⁴) u. Wellenbil- 10 Durch- 100 Durchdung) nach 100 gän_{ge gänge}
Durchgängen ⁵)

1	A	0,35	0,22	0,33	0,23	5	5	3	2
2	A	0,37	0,24	0,35	0,24	5	5	2	1
3	A	0,38	0,27	0,35	0,27	2	2	4	2
4	B	0,34	020	0,32	0,19	2	1	5	4
5	C	0,32	0,18	0,30	0,17	1	0	5	5

') Mohs-Märte: 1,0
-') Mohs-Härte: 3,0
¹J Die Regelmäßigkeil des aulgewickelten Bandes wunle auf einer Basis von 5 Punkten bewertet, wobei S der beste Wert und 1 der

schlechteste Wert waren.

*) Anzahl der Bänder mit visuell beobachteter Rückseitenüberzugsabnützung von 10 getesteten Bändern.
Si Anzahl der Bänder mit Kantenfaltung und Weiienbiiiiung von i0 getesteten Bänden:.

30

40

45

50

55

60

65

Tabelle II Dünner Metallfllm als Magnetschicht verwendet

RQckseitenuberzug	Regelmäßig keit d. Band- abwickJung	Anfangs- S/N-Ver- hältnis (dB)	Abnahme d. S/N-Ver- hältnisses n. 1 Monat Lagerung	μ d. ungebrauchten Bandes Deckspan magnetische Rückseiten- nung d. un Oberfläche oberfläche gebrauchten Bandes	0,25-0,32	200/50	Deckspan nung nach 100 Durch gängen
Fehlt	schlecht	0	-3,0	0,18-0,22	0,15-0,20	90/50	180/50
Bindermasse A Anorganisches Pulver: Talk Ra: 0,04 μΐη (Ab schnittswert: 0,08 ram)	gut	-i,o	-i,o	wie vorstehend	0,11-0,15	80/50	100/50
Bindermasse C anorganisches Pulver: CaCOj Ra: 0,02 μπι (Abschnittswert: 0,08 mm)	gut	+ 3,0	±0	wie vorstehend	90/50

2^ς Wie die Tabellen zeigen, wurde ein Magnetband mit guter Laufdauerhaftigkeit mit höchstens geringer Schädigung des S/N-Verhältnlsses hergestellt, wenn ein dünner RDckseltenOberzug verwendet wird, der einverleibt Fullstofftellchen mit einer Mohs-Härte von 2,5 bis 9,0 und eine durchschnittliche Größe von 0,02 bis 5 um einverleibt hat, und dessen Oberflache eine durchschnittliche Mlttelltnlenrauhelt (Ra) von 0,024 μπι oder weniger for einen Abschnittswert von 0,08 mm besitzt. Als weiteren Vorteil zeigt da3 Band einen niedrigen

3» Aelbungskoefflzienten zwischen dem RQckseitenQberzug und der Magnetschicht. Unter Anwendung eines

Bindergemisches mit einer hohen Glasübergangstemperatur wurde ein Magnetband, welches ein gutes S/N- Verhältnls, eine niedrige VTR-Deckspannung und eine bessere Dauerhaftigkeit beim Lauf hatte und welches In

regelmäßiger Weise aufgewickelt oder abgewickelt werden konnte, hergestellt.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand spezifischer Ausführungsformen beschrieben, ohne daß die Erfln-

dung hierauf begrenzt ist.

Claims

Patentansprache:

1. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial, das eine Magnetschicht auf einer Oberflache eines nlchtmagnetlsehen Trägers und einen Rückseltenüberzug auf der anderen Oberflache desselben, der nicht dicker als 2 um

s ist und der anorganische Teilchen und einen Binder enthalt, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Teilchen eine durchschnittliche Größe zwischen 0,02 und S um und eine Mohs-Härte von 2,5 bis 9,0 besitzen und daß die Oberflache des Rückseitenüberzuges eine durchschnittliche Mlttelllnlenrauhelt (Ra) von 0,024 mm oder weniger bei einem Abschnittswert von 0,08 mm und die Oberfläche der Magnetschicht eine durchschnittliche Mittelllnlenrauhelt (Ra) von 0,02 um oder weniger bei einem

ίο Abschnittsweit von 0,08 mm besitzen.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Teilchen aus Wolframdisulfld, MolybdändJsulftd, Bornitrid, SlO₂, CaCO₁, AIiO₃, Fe₂Oj, TlO₂, MnO, ZnO, CaO und/oder SnO₂ bestehen.