DE3216625C2 - Diskettenhülle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Diskettenhülle aus einer polymeren
Folie mit einer matten Oberfläche.
Umhüllungen für magnetische Aufzeichnungsdisketten gehen aus
den US-PS 36 68 658 und 40 38 693 hervor. Bekannt ist
weiterhin aus der GB 14 94 987 eine aus einem dünnen
flexiblen Polyäthylenterephthalat-Material bestehende
Diskette mit aufgetragenem nicht-Fe₂O₃-orientiertem Überzug,
deren Hülle demgegenüber aus einem starreren, jedoch etwas
flexiblen Vinylblatt, z. B. aus Polyvinylchlorid und vorzugsweise
aus Polyvinylchlorid-acetat besteht.
Die Hüllen praktisch aller Disketten sind Polyvinylchlorid-Folien,
die zur Abdeckung Ruß enthalten. Die Folie wird gebosselt,
um für ästhetische Zwecke eine matte Oberfläche zu
schaffen, hauptsächlich deshalb, damit Kratzer und Schmierflecken
weniger bemerkbar sind. Außerdem setzt die matte
Oberflächenbeschaffenheit die Reibung zwischen benachbarten
Folienbögen herab, wenn diese gestapelt werden. Somit ist
der untere Bogen leichter von dem Stapel in eine Vorrichtung
wegführbar, die der Formung einer Hülle aus den Bögen dient.
Wenn eine Diskette Wärme ausgesetzt wird, kann die Distortion
der Vinylfolie Ursache dafür werden, daß sich die Hülle
zu einer "Kissen"-Gestalt aufwirft, was seinerseits verhindern
kann, daß sie in eine Disketten-Antriebseinrichtung eingesetzt
werden kann, und auch andere Betriebsprobleme hervorruft.
ANSI Specification No. X3B8/78-145 gibt einen sogenannten
"pillow"-Test an, bei dem eine Diskette in einem
Ofen eine Zeit lang erwärmt, anschließend auf Raumtemperatur
abkühlen gelassen und dann unter ihrem Eigengewicht durch
einen Schlitz bestimmter Dicke fallen gelassen wird. Nach
72stündigem Erwärmen auf 52°C versagt ein beachtlicher Teil
der herkömmlichen Disketten, wenn sie durch den Schlitz fallen
sollen. Damit dieser Test bestanden wird, sind einige wenige
Diskettenhüllen aus modifizierten Vinyl- oder anderen Folien
hergestellt, die eine bessere Wärmestabilität aufweisen, jedoch
mit bedeutend erhöhten Kosten an Rohmaterial hergestellt werden
müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine undurchsichtige
Diskettenhülle gemäß der eingangs erwähnten Art zur Verfügung
zu stellen, die im Vergleich zu herkömmlichen Diskettenhüllen
preiswert herstellbar und zugleich eine verbesserte Wärmefestigkeit
und Kratzfestigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
polymere Folie eine biaxial orientierte Polyesterfolie ist,
die diskrete, gleichmäßig verteilte Polymerteilchen mit einem
mittleren Durchmesser von 5 bis 100 µm enthält, welche 5 bis
30 Volumenprozent der Polyesterfolie stellen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Diskettenhülle
gehen aus den Patentansprüchen 2 bis 5 hervor.
Verglichen mit Diskettenhüllen aus Polyvinylchlorid bietet
die erfindungsgemäße undurchsichtige Diskettenhülle eine
weitaus bessere Wärmestabilität, ist bei im wesentlichen
gleichen Kosten herstellbar und z. B. kratzfester und läßt
Kratzer und Schmierflecken in etwa ebenso wenig in Erscheinung
treten. Die biaxial-orientierte Polyester-Polymerfolie der
erfindungsgemäßen Diskettenhülle hat eine matte Oberfläche,
weil sie diskrete, gleichmäßig verteilte polymere Teilchen
mit einem mittleren Durchmesser von 5 bis 100 µm enthält und
diese 5 bis 30 Vol.-% der Polyesterfolie ausmachen. Die
Diskettenhülle weist eine Klebstoffschicht, die die Innenseite
der Folie bedeckt, und eine Wischeinlage auf, die durch
die Klebstoffschicht an der Innenseite der Folie angeheftet
oder angeklebt ist.
Die intrinsische Viskosität (I.V.) des Polyester-Polymeren
kann im Bereich von 0,4 bis 1,0 liegen. Bei mehr als etwa
0,8 I.V. kann das Polyester-Polymere mit praktischen Geschwindigkeiten
schwierig extrudierbar sein. Unter etwa
0,45 I.V. kann die Polyesterfolie zu spröde werden.
Die angegebene intrinsische Viskosität (I.V.), auch Grenzviskositätszahl
genannt, wurde gemäß ASTM D-2857 (in Trifluoressigsäure
und bei 30°C) bestimmt.
Ein bevorzugtes Polyester-Polymeres ist Polyäthylenterephthalat,
da es eine ausgezeichnete Wärmestabilität liefert,
eine hohe Festigkeit und Zähigkeit bietet und zu vernünftigen
Kosten mit einem bevorzugten I.V.-Bereich von 0,55 bis
0,65 leicht verfügbar ist. Die Schmelzflußrate gemäß ASTM
D1238L des die Teilchen stellenden Polymeren sollte kleinere
sein als 2 Decigramm (dg)/min, und vorzugsweise kleiner sein
als 1 dg/min, da hierdurch sichergestellt wird, daß diskrete
polymere Teilchen mit im Mittel mindestens 5 µm Durchmesser
zugegen sind, selbst nachdem die geschmolzenen Polymeren
kräftig miteinander gemischt worden sind. Wenn die Schmelzflußrate
des die Teilchen bildenden Polymeren über 1 dg/min
hinausreicht, kann es vorteilhaft sein, die geschmolzenen
Polymeren weniger kräftig zu mischen, insbesondere wenn
die I.V. des Polyesterpolymeren sich dem oberen Ende des
Bereiches von 0,4 bis 1,0 nähert. Wenn das Polymergemisch
jedoch ein Pigment enthält, ist gewöhnlich ein intensives
(kräftiges) Mischen erwünscht, damit sichergestellt wird,
daß die Polyesterfolie eine angemessene und gleichmäßige
Deckkraft (Opazität) erhält.
Während ein kräftigeres Mischen tendenziell dazu führt,
die Teilchengröße herabzusetzen, bleibt die mittlere Teilchengröße
wahrscheinlich über 25 µm, wenn die I.V. des Polyesters
von 0,55 bis 0,65 reicht und die Schmelzflußrate des die Teilchen
bildenden Polymeren innerhalb des bevorzugten Bereiches
von 0,4 bis 0,8 dg/min liegt. Eine mittlere Teilchengröße
von mehr als 5 µm erzeugt eine matte Oberflächenbeschaffenheit,
die Kratzer und Schmutzflecken wirksam verbirgt, wenn
die Teilchen mindestens 10 Vol.-% der Polyesterfolie stellen.
Eine mittlere Teilchengröße von mehr als 25 µm erzeugt
einen wirksamen matten Oberflächenzustand, wenn die Teilchen
mindestens 5 Vol.-% der Polyesterfolie stellen.
Da höhere Pigmentgehalte dazu neigen, die Reflexion zu erhöhen,
stellt das die Teilchen bildene Polymere vorzugsweise
mindestens 20 Vol.-% des Hüllenmaterials, wenn der
Pigmentgehalt über 1 Vol.-% hinausreicht. Am besten sind
Kratzer und Schmutzflecken dann zu verbergen, wenn das
die Teilchen bildende Polymere mindestens 10 bis 20 Vol.-%
des Materials der Diskettenhülle ausmacht, die Teilchengröße
zwischen 25 und 75 µm liegt und die Pigmentmenge auf
dem niedrigsten Niveau gehalten wird, das noch die nach der
vorerwähnten ANSI-Specification No. X3B8/78-145 erforderliche
Deckkraft (Opazität) ergibt. Die Verwendung des die Teilchen
bildenden Polymeren mit mehr als 30 Vol.-% ist zu vermeiden,
da dies dazu neigt, die Festigkeit und Starrheit bzw.
Steifigkeit des Hüllenmaterials herabzusetzen.
Das Hüllenmaterial kann durch gemeinsames Extrudieren
(Koextrudieren) eines Teilchen enthaltenden Polyesters,
wie oben beschrieben, zusammen mit einem weiteren filmbildenden
Material und anschließendes biaxiales Orientieren
der koextrudierten Dualschicht-Folie erhalten werden. Die
matte Oberfläche, die durch die teilchenhaltige Polyesterfolienschicht
geschaffen wird, sollte sich aus ästhetischen
Gründen an der Außenseite des Hüllenmaterials befinden. Die
gewünschte Deckkraft des Hüllenmaterials kann realisiert
werden durch Pigmentieren sowohl des teilchenhaltigen
Polyesters als auch des anderen filmbildenden Materials
oder beider Komponenten.
Statt einer Pigmentierung der Hüllenmaterialfolie kann die
erforderliche Opazität auch erreicht werden durch Pigmentieren
der Klebstoffschicht, die die Innenseite bedeckt.
Es ist wünschenswert und vorteilhaft, wenn das Pigment
des Klebstoffüberzugs ein elektrisch leitfähiger Ruß ist,
um das Ausbluten von elektrischen Ladungen auf der Aufzeichnungsplatte
zu verstärken. Die Beseitigung von statischen
Ladungen wird auch durch Behandeln der Faser der Wischeinlage
mit einem antistatischen Mittel verstärkt, das aus
der Technik bekannt ist.
Die Wischeinlage der Diskettenhülle kann ein tuchartiges
Material sein, wie in den zur Zeit auf dem Markt befindlichen
Disketten, oder vorzugsweise eine Flockfaserschicht.
Als Teilchen bildendes Polymeres sind Polypropylen und
Polyäthylen bevorzugt, die nicht nur zu vernüftigen
niedrigen Kosten ohne weiteres erhältlich sind, sondern
auch Schmelzflußraten in dem gewünschten Bereich besitzen.
Polysulfone und Poly(2-methyl-1-penten) sind ebenfalls mit
guten Ergebnissen eingesetzt worden, sie sind jedoch teuer.
Auch Polycarbonate sind geeignet, jedoch ebenfalls teuer.
Typische Materialien der erfindungsgemäßen Diskettenhülle
mit Dicken von 160 bis 200 µm haben eine etwas bessere
Steifigkeit als gängige Polyvinylchloridfolien von 250 bis
300 µm und sind diesen gegenüber in der Festigkeit gleichwertig.
Die erfindungsgemäße Diskettenhülle kann daher
dünner sein, wodurch eine Kostenminderung erreicht wird, die
die höheren Kosten pro Einheitsgewicht des Polyesters gegenüber
Polyvinylchlorid mehr als ausgleicht.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung erläutert. In
diesen sind:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Diskette, wobei
ein Anschnitt gezeigt ist, um Einzelheiten erkennen
zu lassen,
Fig. 2 ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie 2-2
der Fig. 1,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittansicht mit
den in der Polyesterschicht enthaltenen gleichmäßig
verteilten polymeren Teilchen, und
Fig. 4 eine Schnittansicht der Diskettenhülle entsprechend
der Fig. 2, bei der die Hüllenfolie eine Dualschichtfolie
ist und die polymeren Teilchen in der äußeren
Schicht enthalten sind.
Wie aus den Figuren hervorgeht, ist ein Stück Polyesterfolie
10 um eine magnetische Aufzeichnungsplatte 12
gefaltet, um eine Diskettenhülle zu schaffen, die entlang
von drei überstehenden Klappfalzen 13 durch eine Klebstoffschicht
14 versiegelt ist, wobei die Klebstoffschicht
die gesamte Innenfläche der Polyesterfolie bedeckt. Der
Klebstoff dient auch dazu, eine Wischeinlage 15 an der
Innenfläche der Polyesterfolie 10 zu binden. Beim Betrieb
wird die Aufzeichnungsplatte 12 drehend an ihrer Zentralöffnung
16 angetrieben, während die Diskettenhülle stationär
verbleibt und ein magnetischer Aufzeichnungskopf (nicht
gezeigt) mit der sich drehenden Aufzeichnungsplatte 12
über eine der identischen Öffnungen 18 auf jeder Seitenwand
der Diskettenhülle in Kontakt tritt.
Die Polyesterfolie 10 enthält diskrete gleichmäßig verteilte
polymere Teilchen 19, wobei wie im Falle der in
Fig. 4 gezeigten Dualschichtfolie, eine innere Schicht 17
teilchenfrei sein kann.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung bevorzugter
Ausgestaltungen der Diskettenhülle. Alle Teilangaben beziehen
sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.
35 Teile Polypropylen-Pellets (Schmelzflußrate 8 dg/min)
wurden mit 6 Teilen Rußgrundansatz-Pellets, bestehend aus
25% Rußpigment in einem Copolyester, gemischt. Unter Benutzung
eines Schneckenbohrers zur Beschickung mit trockenen
Feststoffen wurde dieses Gemisch kontinuierlich in den Trichter
eines Extruders gegeben, der Polyäthylenterephthalat mit
einer I.V. von 0,6 enthielt. Das Extrudat wurde auf einer
gekühlten Gußwalze abgeschreckt, um eine Polypropylen-Teilchen
aufweisende und pigmentierte Polyesterfolie zu
erhalten aus - Vol.-% -
Polyäthylenterephthalat|84,9% | |
Polypropylenteilchen | 14,8% |
Ruß-Pigment | 0,3% |
mittlere Polypropylen-Teilchengröße | 40 µm. |
Die extrudierte Folie wurde kontinuierlich zuerst über
heißen Walzen um 2,5× in Maschinenrichtung bei etwa 100°C
orientiert, dann in einem Spannrahmen bei etwa 100°C um 3,5×
in Querrichtung orientiert und dann bei etwa 200°C wärmefixiert.
Die erhaltene biaxial orientierte Polyesterfolie
hatte eine Dicke von etwa 200 µm und eine matte Oberfläche,
was durch einen Glanzwert (gemessen unter 45° mit einem
Gardner-Glanzmesser) von 64 angezeigt wurde. Andere Eigenschaften
der Polyesterfolie waren:
Um die Wirksamkeit beim Verbergen von Schmutzflecken zu
testen, wurde Mineralöl auf die Folie gesetzt und der Glanzwert
erneut mit 68 gemessen. Da sich dieser Wert vom ursprünglichen
Glanzwert nur um 6% unterscheidet, stellen
Ölschmutzflecken, wie Fingerabdrücke, tatsächlich kein
ästhetisches Problem dar.
Eine Rolle der Polyesterfolie wurde auf einer Seite mittels
einer Rakel mit einem wasserführenden Acryl-Vinyl-Klebstoff
zu einer Naßdicke von etwa 0,125 mm überzogen, der von selbst
zu einer Dicke von etwa 0,075 mm trocknen würde. Um eine
Wischeinlage zu schaffen, wurde statistisch geschnittenes
Baumwollflockenmaterial (2-6 Denier und 0,05 bis 0,4 mm
Länge) elektrostatisch gegen den Klebstoffüberzug, der
klebrig und viskos war, gezogen, und die Fasern wurden
mit Hilfe von Holländerstäben in den Klebstoff eingebettet.
Nachdem der Flockfaserschicht-Überzug in einem Ofen
mit umlaufender Luft 2 min bei 50°C getrocknet worden war,
wurden beide Oberflächen kräftig gebürstet und unter Vakuum
gesetzt, um lose Fasern zu entfernen. Eine Antistatikum-Lösung
(Quatäramin-Typ) wurde auf die Flockfaserschicht
gesprüht und das fertige Material wurde zu einer
Stapelrolle aufgewickelt. Die Gesamtdicke des Hüllenmaterials
mit seiner Flockfaserschicht betrug 0,45 mm.
Die Stapelrolle wurde später zu geeigneter Breite zugeschnitten
und weiter gereinigt. Von der Rolle geschnittene
Bögen wurden gestapelt und 2 Stunden in einen Ofen bei etwa
93°C gesetzt, um die durch die Rolle verursachte Wellung
zu beseitigen.
Die Bögen wurden gestanzt, um Rohlinge zu erhalten, die gefaltet
wurden, während man mit einer Infrarotlampe auf etwa
200°C erwärmte. Die Kanten der Faltungen wurden unter fortwährendem
Erwärmen angerieben, um das plastische Erinnerungsvermögen
auf ein Minimum zu begrenzen. Die Seitenfalze
wurden mit einem Heißschmelzkleber versiegelt. Eine magnetische
Aufzeichnungsplatte wurde eingesetzt und der dritte
Falz wurde mit dem Kleber verschlossen, um eine fertige
Diskette zu schaffen, die ein gutes Aussehen hatte und
dahingehend beurteilt wurde, daß sie kratzfester war als herkömmliche
Diskettenhüllen aus Polyvinylchlorid. Die
matte Oberfläche der Diskettenhülle erwies sich im Hinblick
auf das Verbergen von Kratzern und Schmutzflecken als ziemlich
wirksam.
Eine Anzahl Diskettenhüllen dieses Beispiels wurden einzeln auf
Zähigkeit getestet, indem sie wiederholt kantenweise etwa
20 cm fallen gelassen wurden, so daß die Ecken der Kopfschlitzkante
gegen flache Metallhindernisse schlugen, die
eine Länge von etwa 1 cm hatten. Keine Diskettenhülle hatte irgendwelche
bemerkbaren Risse, nachdem sie 500mal fallen gelassen
wurde.
Eine Diskettenhülle wurde horizontal mit den Falzen nach unten
in einer Klemme an einer Ecke gehalten, die dem Kopfschlitz
gegenüberlag. Die Klemme erstreckte sich 2,5 cm diagonal
von der Ecke. Die gegenüberliegende Ecke der Diskettenhülle hing
etwa 6,5 cm unter der Horizontalen herab. Bei diesem Test
zeigten typische herkömmliche Vinyldiskettenhüllen eine
Durchhängung im Bereich von 5 bis 11,5 cm.
Versuche mit anderen Probediskettenhüllen gemäß der Erfindung zeigten,
daß das Durchhängen wesentlich vermindert werden kann, wenn
man die Dicke der Polyesterfolie etwas erhöht oder - ohne
Ändern der Dicke - indem man den Klebstoff ändert, der die
Falze versiegelt, und/oder indem man das Verfahren der
Aufbringung des Klebstoffs ändert.
10 Teile der Polypropylenpellets und 3 Teile der Rußgrundansatz-Pellets
wurden wie in Beispiel 1 kontinuierlich zum
Polyäthylenterephthalat gegeben, und das Ganze wurde mit
einem filmbildenden Material, bestehend aus 97 Teilen des
Polyäthylenterephthalats und 3 Teilen des Ruß-Grundansatzes,
der in Beispiel 1 verwendet wurde, koextrudiert. Biaxiale
Orientierung um 3x mal 3x lieferte eine Dualschichtfolie
von etwa 200 µm Dicke, wobei die Polypropylen-Teilchen
enthaltende Polyesterfolienschicht etwa 10 µm maß. Die
matte Oberfläche der einen Seite der Dualschichtfolie war
im Aussehen der des Beispiels 1 vergleichbar. Die pigmentierte
Teilchen enthaltende Schicht wies in Vol.-% auf:
Polyäthylenterephthalat|86,9% | |
Polypropylen | 12,6% |
Ruß | 0,5% |
mittlere Polypropylen-Teilchengröße | 35 µm. |
Auf die glänzenden Oberfläche einer Rolle der Dualschichtfolie
wurde eine Schicht aus einem wärmeaktivierbaren Klebstoff
aufgebracht, der ein thermoplastisches Polyesterharz
und äußerst leitfähige Rußteilchen enthielt. Nach Stanzen
zu einem Diskettenhüllen-Rohling wurde eine Wischlage aufgebracht,
die aus einem ungewebten Polyestertuch
bestand. Mit einer beheizten (200°)
Metallwalze, die in beiden Richtungen im 0,5 cm Abstand
jeweils Punkte besaß, wurde der Klebstoff an den Punkten
geschmolzen, um das Tuch an das Hüllenmaterial zu heften.
Die unbedeckten Falze des Hüllenmaterials wurden umgefaltet
und unter Erwärmen wie in Beispiel 1 angerieben,
um eine Diskettenhülle zu schaffen, wie sie in den Fig. 1
und 2 dargestellt ist. Die auf diese
Weise einwirkende Wärme reichte nicht aus, den Klebstoff
zu aktivieren. Obwohl die gefalteten Kanten unversiegelt
blieben, funktionierte die Diskettenhülle gut und besaß ein
gefälliges ästhetisches Aussehen.
Claims (5)
1. Undurchsichtige Diskettenhülle aus einer polymeren Folie
mit einer matten Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß
die polymere Folie eine biaxial orientierte Polyesterfolie
ist, die diskrete, gleichmäßig verteilte Polymerteilchen
mit einem mittleren Durchmesser von 5 bis 100 µm
enthält, welche 5 bis 30 Volumenprozent der Polyesterfolie
(10) stellen.
2. Diskettenhülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser Polyester Polyäthylenterephthalat ist.
3. Diskettenhülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Polymerteilchen Polyolefin mit einer Schmelzflußrate
kleiner als 2 dg/min enthalten.
4. Diskettenhülle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Polyolefin Polypropylen mit einer Schmelzflußrate
von 0,4 bis 0,8 dg/min ist.
5. Diskettenhülle nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterfolie (10)
eine Dualschicht-Folie ist, deren äußere Schicht diese
Polymerteilchen enthält.
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