DE3208454C2

DE3208454C2 -

Info

Publication number: DE3208454C2
Application number: DE3208454A
Authority: DE
Inventors: Takahito Miyoshi; Toshimitu Odawara Kanagawa Jp Okutu; Masaaki Tokio/Tokyo Jp Takimoto; Takashi Asaka Saitama Jp Saida; Goro Odawara Kanagawa Jp Akashi; Masaaki Odawara Jp Fujiyama
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1981-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1991-06-06
Also published as: JPH0121525B2; DE3208454A1; US4388360A; JPS57150132A

Description

Die Erfindung betrifft ein Magnetaufzeichnungsmaterial, insbesondere ein Magnetband, mit einem nicht-magnetischen Träger und einer darauf aufgebrachten magnetischen Schicht, das einen besonders niedrigen Reibungskoeffizienten und eine besonders große Laufbeständigkeit aufweist, ohne daß dies zu einer Verschlechterung des S/N- Verhältnisses führt, und das frei von Randverbiegungen und Kratzern in der Rückseitenoberfläche ist und sehr wenig Ausfälle verursacht.

Die heute auf dem Markt befindlichen magnetischen Audio-, Video- und Computeraufzeichnungsbänder weisen eine magnetische Aufzeichnungsschicht mit einer besonders glatten Oberfläche auf, um ihnen dadurch eine höhere Empfindlichkeit und insbesondere ein verstärktes Wiedergabesignal im Hochfrequenzbereich zu verleihen (vgl. US-A 35 97 273). Diese bekannten Magnetaufzeichnungsmaterialien haben jedoch den Nachteil, daß sie nicht zu einem ordentlichen Paket glatt aufgewickelt oder abgewickelt werden können und daß Änderungen in der Bandspannung die Laufeigenschaften des Bandes verschlechtern und Schwankungen der Stärke des Wiedergabesignals hervorrufen. Außerdem werden diese Magnetaufzeichnungsmaterialien leicht deformiert oder beschädigt.

Ein Vorschlag zur Lösung dieser Probleme bestand darin, der magnetischen Schicht eines Magnetaufzeichnungsmaterials zusätzlich zu den in einem Bindemittel dispergierten magnetischen Teilchen zwei Typen von nicht-magnetischen Teilchen einzuverleiben, von denen ein Typ eine Mohssche Härte von 7 oder mehr und der andere Typ eine Mohssche Härte von <7 aufweist. Die erstgenannten Teilchen werden in einer Menge von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die magnetischen Teilchen, und die zuletzt genannten Teilchen in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die magnetischen Teilchen, eingearbeitet. Als nicht-magnetische Teilchen mit einer Mohsschen Härte von mindestens 7 können u. a. Zinnoxid-Teilchen verwendet werden (vgl. DE-OS 29 17 565). Damit ist es zwar möglich, die Beständigkeit des Magnetaufzeichnungsmaterials gegen Abnutzung am Magnetkopf, insbesondere bei der Wiedergabe von Standbildern, zu erhöhen, die damit erzielbaren Verbesserungen genügen jedoch den heutigen gestiegenen Anforderungen nicht mehr.

Ein anderer Vorschlag, die obengenannten Nachteile der bekannten Magnetaufzeichnungsmaterialien zu überwinden, bestand darin, die Rückseite des nicht-magnetischen Trägers der Magnetaufzeichnungsmaterialien mit einem Überzug zu versehen, um dadurch die Laufeigenschaften und die Laufbeständigkeit der bekannten Magnetaufzeichnungsmaterialien zu verbessern. Die zu diesem Zweck bisher verwendeten Rückseitenüberzüge verursachen jedoch Randverbiegungen, und sie führen zu keiner merklichen Verbesserung des Abnutzungskoeffizienten Außerdem haben ihre Oberflächen einen hohen elektrischen Widerstand, so daß sich leicht elektrostatische Ladungen darauf ansammeln. Diese bewirken, daß kleine Staubteilchen daran haften, die Kratzer hervorrufen und daher zu Ausfällen neigen.

Nach den Angaben in den US-A 41 35 031 und 41 35 032 können die Eigenschaften von Rückseitenüberzügen magnetischer Aufzeichnungsbänder dadurch verbessert werden, daß man ihnen anorganische Teilchen, wie z. B. Graphit- oder Rußteilchen, einverleibt. Diese werden jedoch leicht abgerieben, so daß auch diese Rückseitenüberzüge eine geringe Laufbeständigkeit besitzen und nach wiederholter Verwendung zu Ausfällen neigen. Sie lassen sich ferner in einem Bindemittel nur schwer dispergieren und bilden leicht Aggregate, so daß es schwierig ist, den Rückseitenüberzügen eine glatte Oberfläche zu verleihen.

Hinzu kommt, daß Magnetaufzeichnungsmaterialien normalerweise zu einem Bandpaket aufgerollt oder Bahnen desselben gestapelt werden. Dabei übertragen sie die Unebenheiten der Oberfläche des Rückseitenüberzugs auf die Oberfläche der magnetischen Schicht, wodurch die Qualität der letzteren verschlechtert wird. Dies hat zur Folge, daß die elektromagnetischen Eigenschaften, insbesondere das S/N-Verhältnis, der magnetischen Aufzeichnungsschicht beeinträchtigt werden. Wenn daher dem Rückseitenüberzug eine rauhe Oberfläche verliehen wird, um ihm bessere Laufeigenschaften zu verleihen, führt dies letztlich dazu, daß die Unebenheiten seiner Oberfläche auf die Oberfläche der magnetischen Schicht übertragen werden und deren Eigenschaften beeinträchtigen, wenn das Magnetaufzeichnungsmaterial in Form einer Bandrolle oder in Form gestapelter Bögen gelagert wird.

Aufgabe der Erfindung war es daher, die bekannten Magnetaufzeichnungsmaterialien mit Überzügen auf der Rückseite des nicht-magnetischen Trägers dahingehend weiterzuentwickeln, daß ihre Laufhaltbarkeit weiter verbessert wird, ohne daß der Reibungskoeffizient ansteigt und ohne daß das S/N-Verhältnis des Magnetaufzeichnungsmaterials schlechter wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche.

Das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmaterial weist eine außerordentlich hohe Laufbeständigkeit auf, ohne daß sein Reibungskoeffizient erhöht ist und ohne daß das S/N-Verhältnis des Magnetaufzeichnungsmaterials verschlechtert wird.

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert.

Die erfindungsgemäß verwendeten SnO₂-Teilchen sind elektrisch leitend und sind sehr wirksam hinsichtlich der Verhinderung von statischer Aufladung. Die SnO₂-Teilchen sind in dem Rückseitenüberzug entweder allein oder im Gemisch mit anderen anorganischen Teilchen enthalten, wie beispielsweise in den US-A 41 35 031 und 41 35 032 angegeben.

Beispiele für anorganische Teilchen, die im Gemisch mit den SnO₂-Teilchen verwendet werden können, sind Rußpulver, Graphit-, Wolframdisulfid-, Molybdändisulfid-, Bornitrid-, Siliciumdioxid-, Calciumcarbonat-, Aluminiumoxid-, Eisenoxid-, Titanoxid-, Magnesiumoxid-, Zinkoxid-, Calciumoxid-, Lithopon- und Talk-Teilchen. Das SnO₂ kann in Form feiner Teilchen vorliegen, und diese können in den Rückseitenüberzug zusammen mit anderen anorganischen Teilchen, die mit ihnen aufgezogen werden oder in eine Bariumsulfatteilchen enthaltende kolloidale Dispersion eingearbeitet werden.

Es können beliebige Bindemittel erfindungsgemäß verwendet werden, z. B. thermoplastische Harze, wärmehärtbare Harze oder Reaktionsharze und deren Gemische.

Beispiele für geeignete thermoplastische Harze sind Vinylchlorid/ Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid- Copolymere, Vinylchlorid/Acrylnitrid-Copolymere, Acrylester/ Acrylnitril-Copolymere, Acrylester/Vinylidenchlorid- Copolymere, Acrylester/Styrol-Copolymere, Methacrylester/ Acrylnitril-Copolymere, Methacrylester/Vinylidenchlorid-Copolymere, Methacrylester/Styrol-Copolymere, Urethanelastomere, Polyvinylfluorid, Vinylidenchlorid/Acrylnitril-Copolymere, Butadien/Acrylnitril-Copolymere, Polyamidharze, Polyvinylbutyral, Celluloseharze, wie Celluloseacetatbutyrat, Cellulosediacetat, Cellulosepropionat und Nitrocellulose, Styrol/Butadien-Copolymere, Polyesterharze, Chlorvinyläther/ Acrylester-Copolymere, Aminoharze und verschiedene Kautschukharze.

Geeignete wärmehärtbare oder Reaktionsharze sind Phenolharze, Epoxyharze, härtbare Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Acrylreaktionsharze, Polyisocyanate und Polyamine.

Ein ternäres System aus einem Celluloseharz, thermoplastischen Polyurethanelastomeren und Polyisocyanat ist besonders bevorzugt. Ein Beispiel für ein besonders geeignetes Celluloseharz ist ein Cellulosederivat, wie Nitrocellulose, und das Harz ist zur Erzielung von Wärmebeständigkeit, Zähigkeit und Blockierbeständigkeit besonders gut geeignet. Praktisch alle handelsüblichen Produkte können als thermoplastische Polyurethanelastomere verwendet werden. Geeignete Beispiele sind Polyesterpolyurethanharze, die durch Umsetzung von Polyisocyanatverbindungen wie Toluylendiisocyanat, 4,4′-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat und m-Xylylendiisocyanat mit Polyesterpolyolen hergestellt werden, die durch Umsetzung organischer zweibasischer Säuren, wie beispielsweise Phthalsäure, Adipinsäure, dimerisierter Linolsäure und Maleinsäure, mit Glycolen, wie beispielsweise Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol und Diethylenglycol, oder mehrwertigen Alkoholen wie Trimethylolpropan, Hexantriol, Glycerin, Trimethyloläthan und Pentaerythrit, erhalten werden; Polyätherpolyurethanharze und Verbindungen mit einem

in einer Molekülstruktur der Formel

O-R-OOC-R′-CO)_m-OROOCNH-R′′-NHCO-]

worin m eine ganze Zahl von 5 bis 100, R eine zweiwertige Gruppe, die durch eine alicyclische oder aromatische Verbindung mit wenigstens 2 Hydroxyalkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder wenigstens zwei Hydroxyalkoxylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen eingeführt wird, R′ eine Gruppierung

und n eine ganze Zahl von 4 bis 6 bedeuten. Diese Polyurethanharze haben vorzugsweise ein Molekulargewicht von 5000 bis 500 000, und solche mit einem Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 werden besonders bevorzugt. Weitere Informationen bezüglich dieser Harze ergeben sich aus JP-A 1 22 234/80. Geeignete Polyisocyanate sind 2,4-Toluylendiisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat und Triisocyanat (z. B. "Collonate L" von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.).

Die bevorzugte Zusammensetzung des Binders, der im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist die in JP-A 11 305/74 beschrieben, worin 100 Gew.-Teile des Binders aus 20 bis 80 Gew.-Teilen, bevorzugt 30 bis 60 Gew.-Teilen, Celluloseharz, 20 bis 50 Gew.-Teilen, bevorzugt 30 bis 40 Gew.- Teilen, thermoplastischem Polyurethanelastomeren und 10 bis 50 Gew.-Teilen, bevorzugt 20 bis 40 Gew.-Teilen, Polyisocyanat bestehen.

Das Gewichtsverhältnis der in den Rückseitenüberzug eingearbeiteten anorganischen Teilchen zu dem Binder liegt in dem Bereich von 2,5 : 1 bis 0,1 : 1, bevorzugt bei 1,5 : 1 bis 0,8 : 1. Die Dicke des Rückseitenüberzuges der Erfindung wird so bestimmt, daß die Gesamtdicke des die magnetische Schicht und den Rückseitenüberzug enthaltenden Aufzeichnungsmaterials so gering wie möglich ist, um die Aufzeichnungsdichte für ein Einheitsvolumen zu erhöhen. Zu diesem Zweck ist der Rückseitenüberzug höchstens 1 µm, bevorzugt 0,5 bis 1 µm, dick. Bessere Ergebnisse werden erhalten, wenn die Oberfläche des Rückseitenüberzugs eine mittlere Zentrallinienrauheit von nicht mehr als 0,05 µm, bevorzugt nicht mehr als 0,024 µm, für eine Abschnittsgröße von 0,08 mm aufweist.

Ein auf einem magnetischen Aufzeichnungsmaterial gemäß üblicher Technik hergestellter dünner Rückseitenüberzug bricht oder wird abgekratzt, wenn man das Material laufen läßt. Diese Nachteile fehlen jedoch bei dem Rückseitenüberzug gemäß der Erfindung. Als weiterer Vorteil ermöglicht das magnetische Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung des erfindungsgemäßen Rückseitenüberzugs hohe Aufzeichnungsdichte bei einer Wellenlänge von 1,3 µm, ohne das Video-S/N-Verhältnis herabzusetzen. Andere Materialien, die bei der Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmaterials der Erfindung verwendet werden können und Verfahren zu dessen Herstellung ergeben sich aus der US-A 41 35 016.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel im einzelnen beschrieben. In diesem Beispiel beziehen sich sämtliche Teile auf das Gewicht.

Beispiel

Eine Oberfläche eines Polyäthylenterephthalat-Trägers mit einer Dicke von 14 µm wurde mit einer Co-haltige γ-Eisenoxidteilchen enthaltenden magnetischen Schicht überzogen und die andere Oberfläche mit einem Rückseitenüberzug. Die Trockenstärke der magnetischen Schicht betrug 5 µm. Der Rückseitenüberzug wurde in einer Trockenstärke von 0,8 µm aus einer Dispersion der jeweiligen nachfolgend angegebenen Binderzusammensetzung A oder B und einem der in Tabelle I angegebenen anorganischen Teilchen aufgebracht.

Binderzusammensetzung A
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer ("400X-110A" der Japanese Geon Co., Ltd.)
30 Teile
Polyurethan ("Nipporan 2301" der Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)	15 Teile
Polyisocyanat ("Collonate L" der Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)	25 Teile
Methyläthylketon	300 Teile

Binderzusammensetzung B
Nitrocellulose
30 Teile
Polyurethan ("Nipporan 2301" der Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)	15 Teile
Polyisocyanat ("Collonate L" der Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)	25 Teile
Methyläthylketon	300 Teile

100 Teile der anorganischen Teilchen wurden mit dem jeweiligen Binder vermischt. Die folgenden fünf Tests wurden mit den entsprechenden Magnetbandproben durchgeführt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.

Test 1

Man ließ ein unbehandeltes Band 100 Durchgänge auf einen VHS-Videodeck laufen, und seine Dauerhaftigkeit wurde mit dem Anfangswert durch Messung der Spannung sowohl am Eingang des Drehzylinders (T₁) als auch am Ausgang (T₂) verglichen. Das Band wurde auch hinsichtlich irgendeiner Fluktuierung im Bandoutput geprüft.

Test 2

Man ließ ein unbehandeltes Band 100 Durchgänge laufen, und sein dynamischer Reibungskoeffizient (T₂/T₁) gegenüber einem rostfreien Stahlpol (3,5 cm/s) wurde sowohl für die Seite der Magnetschicht als auch die Rückseitenschicht geprüft. Das Ergebnis wurde mit dem Anfangswert verglichen.

Test 3

Ein unbehandeltes Band ließ man 100 Durchgänge auf einem VHS-Videodeck laufen, und es wurde hinsichtlich irgendeines abgenutzten Rückseitenüberzugs und geschädigter Bandoberfläche geprüft.

Test 4

Ein unbehandeltes Band ließ man 100 Durchgänge auf einem VHS-Videodeck laufen, und die Anzahl der Ausfälle je Minute wurde gezählt.

Test 5

Der elektrische Oberflächenwiderstand des Rückseitenüberzugs wurde geprüft.

Wie aus der Tabelle klar ersichtlich, ergibt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem dünnen Rückseitenüberzug, der SnO₂-Teilchen als Füllstoff enthält, große Laufbeständigkeit ohne Einbuße des S/N-Verhältnisses, und es verursacht wenig Ausfälle, während es wirksam gegenüber dem Aufbau statischer Ladungen ist.

Ferner verhindert der Rückseitenüberzug, welcher als Bindermasse ein Celluloseharz, thermoplastisches Polyurethanelastomeres und Polyisocyanat zusammen mit SnO₂-Teilchen enthält, in wirksamer Weise eine Bandabnutzung und Bandschädigung und setzt die Outputfluktuierung im Vergleich zu solchen unter Verwendung anderer Binderzusammensetzungen auf ein Miniumum herab. Darüber hinaus können, wenn wenigstens 50% SnO₂-Teilchen mit anderen anorganischen Teilchen als Füllstoff verwendet werden, die Bandabnutzung und die Outputfluktuierung in wirksamer Weise unterdrückt werden.

Claims

1. Magnetaufzeichnungsmaterial mit einem nicht-magnetischen Träger und einer darauf aufgebrachten magnetischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des nicht-magnetischen Trägers einen höchstens 1 µm dicken Überzug aus in einem Bindemittel dispergierten anorganischen Teilchen aufweist, die zu mindestens 50% aus SnO₂-Teilchen bestehen und eine mittlere Größe im Bereich von 0,01 bis 0,8 µm haben und in einem Gewichtsverhältnis zu dem Bindemittel in dem Bereich von 2,5 : 1 bis 0,1 : 1 vorliegen.

2. Magnetaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug auf der Rückseite des nicht-magnetischen Trägers eine Dicke von 0,5 bis 1 µm hat.

3. Magnetaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Teilchen in dem Überzug auf der Rückseite des nicht-magnetischen Trägers eine mittlere Größe in dem Bereich von 0,06 bis 0,4 µm haben.

4. Magnetaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Teilchen in dem Überzug auf der Rückseite des nicht-magnetischen Trägers in einem Gewichtsverhältnis zu dem Bindemittel in dem Bereich von 1,5 : 1 bis 0,8 : 1 vorliegen.

5. Magnetaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Überzugs auf der Rückseite des nicht-magnetischen Trägers eine mittlere Mittellinienrauheit von höchstens 0,05 µm für eine Abschnittsgröße von 0,08 mm aufweist.

6. Magnetaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Mittellinienrauheit höchstens 0,024 µm beträgt.

7. Magnetaufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel des Überzugs auf der Rückseite des nicht-magnetischen Trägers aus einem Celluloseharz, einem thermoplastischen Polyurethanelastomeren und einem Polyisocyanat besteht.

8. Magnetaufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus 30 bis 60 Gew.-Teilen Celluloseharz, 30 bis 40 Gew.-Teilen thermoplastischen Polyurethanelastomeren und 20 bis 40 Gew.-Teilen Polyisocyanat besteht.