DE3222778A1

DE3222778A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE3222778A1
Application number: DE19823222778
Authority: DE
Inventors: Noribumi Saku Nagano Kajimoto; Yoshio Chiisagata Nagano Kawakami; Masahiro Saku Nagano Takizawa
Original assignee: Tdk Electronics Co Ltd Tokyo; TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE3222778C2; US4673622A; JPS57208636A

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger, und sie befaßt sich insbesondere mit Verbesserungen einer rückseitigen Beschichtung, die auf der Rückseite des Schichtträgers des magnetischen Aufzeichnungsträgers ausgebildet wird.

Magnetische Aufzeichnungsträger werden in großem Umfang bei der Ton- und Bildaufzeichnung, bei Computern und auf anderen Gebieten eingesetzt. Insbesondere Videobandkassetten (beispielsweise für VHS- und Beta-Systeme) haben in den letzten Jahren weite Verbreitung gefunden. Daher werden intensive Anstrengungen unternommen, zu einer wirtschaftlichen Fertigung von Videokassettenbändern zu kommen, die lange Aufzeichnungs- ' und Wiedergabedauern gestatten, ebenso wie dünne Tonkassettenbänder für ausgedehnte Aufnahme- und Wiedergabedauer erfolgreich abgesetzt wurden.

Für das Betriebsverhalten des Bandes sind naturgemäß die Kennwerte der magnetischen Aufzeichnungsschicht von wesentlicher Bedeutung, die auf der einen Seite des Schichtträgers ausgebildet wird. Aber auch die Eigenschaften der Rückseite des Schicht trägers sind wichtig, was die praktische Anwendung und die Gesamteigenschaften des Bandes anbelangt. Angesichts des Trends zu immer dünneren Schichtträgern wurde vorgeschlagen, auf der

Rückseite des Bandes eine dünne Beschichtung zu Verstärkungszwecken auszubilden. Unter anderem sind jedoch die folgenden Gesichtspunkte problematisch:

1. Video-Rauschabstand

2. unsaubere Wiekelbildung (Losewerden des Bandwickels bei raschem Stopp)

3. Verschleiß der rückseitigen Beschichtung

4. gegenseitiges Anhaften der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung von benachbarten Lagen des Bandwickels.

Es zeigte sich, daß diese Eigenschaften, mit Hilfe der rückseitigen Beschichtung aufeinander abgestimmt werden können. Bisher wurde jedoch auf die Gesamtheit der Kennwerte nicht ausreichend Rücksicht genommen; insbesondere steht kein magnetisches Aufzeichnungsband zur Verfügung, das eine rückseitige Beschichtung mit gut aufeinander abgestimmten Eigenschaften hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit rückseitiger Beschichtung zu schaffen, deren Eigenschaften im Hinblick auf die Gesamtheit der Kennwerte des Aufzeichnungsträgers besonders gut aufeinander abgestimmt sind.

Bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger, einer auf der einen Seite des Schichtträgers ausgebildeten magnetischen Aufzeichnungsschicht und einer auf der anderen Seite des Schichtträgers ausgebildeten rückseitigen Beschichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die rückseitige Beschichtung im wesentlichen aus einem nichtmagnetischen Pulver, Nitrocellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Polyurethan und einer Isocyanatverbindung besteht.

-A-

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein ternäres Zusammensetzungsdiagramm, das die Verhältnisbereiche (in Gew.%) von drei Komponenten des verwendeten Bindemittels erkennen läßt.

Die Ausbildung des Bandschichtträgers und der magnetischen Aufzeichnungsschicht bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.. Schichtträger und magnetische Aufzeichnungsschicht können in beliebiger herkömmlicher Weise aufgebaut sein. Typischerweise kann der Schichtträger aus Polyethylenterephthalat, Polyäthylennaphthalat, Polyimid, Polyamid oder dergleichen gefertigt sein. Die magnetische Aufzeichnungsschicht wird ausgebildet, indem auf den Schichtträger ein feines magnetisches Pulver aus Eisenoxid, mit Kobalt dotiertem Eisenoxid, metallischem Eisen, Chromoxid oder dergleichen zusammen mit einem zweckentsprechenden Bindemittel aufgebracht wird.

Erfindungsgemäß ist auf der der magnetischen Aufzeichnungsschicht gegenüberliegenden Seite des Bandschichtträgers eine rückseitige Beschichtung vorgesehen, die aus einem in einem Bindemittel dispergierten und mit diesem gemischten nichtmagnetischen Pulver besteht. Das Bindemittel selbst besteht im wesentlichen aus einem Gemisch von Nitrocellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Polyurethan und einer Isoeyanatverbindung.

Bei dem nichtmagnetischen Pulver kann es sich um einen oder mehrere Stoffe handeln, die als Pigmente oder Füllstoffe bezeichnet werden. Das Pulver wird zugesetzt, um die Oberflächenrauheit einzustellen und den Verstärkungseffekt der rückseitigen Beschichtung zu erhöhen. Die Oberflächenrauheit, der Beschichtung hat wesentlichen

Einfluß auf die Wickelbildjng, und das Problem einer unsauberen Wickelbildung läßt sich dadurch ausräumen oder vermindern, daß der Oberfläche ein geeigneter Rauheitsgrad gegeben wird. Die Rauheit der Oberfläche der rückseitigen Beschichtung beeinflußt auch die Laufeigenschaften des Bandes und die gegenseitige Anhaftung zwischen der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung von benachbarten Windungen. Eine zu rauhe rückseitige Beschichtung kann Ausgangssignalschwankungen verursachen. Um eine unsaubere Wickelbildung auszuschließen und Ausgangssignalschwankungen zu vermeiden, ist es wichtig, eine geeignete Größe der Oberflächenrauheit für eine vorgegebene Kombination von rückseitigen Beschichtungsstoffen zu wählen. Die Rauheit wird bestimmt durch die Teilchengröße sowie den Anteil und den Dispersionszustand der nichtmagnetischen Teilchen. Das nichtmagnetische Pulver spielt eine Schlüsselrolle beim Zähmachen der rückseitigen Beschichtung und beim Minimieren des Verschleißes dieser Beschichtung. Um für einen erhöhten Verstärkungseffekt zu sorgen, kann das nichtmagnetische Pulver mindestens teilweise ein Schleifmittel oder ein anderes sehr hartes Pulver enthalten. Es kann auch ein gewisser Anteil eines elektrisch leitenden Pulvers vorhanden sein, um eine antistatische Wirkung zu erzielen. Zu geeigneten nichtmagnetischen Pulvern gehören Ruß, Graphit, SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Cr₂O₃, SiC, CeO₂, CaCO₃, Zinkoxid, Goethit, ot-Fe^O-i, Talk, Kaolin, CaSO,, Bornitrid, Graphitfluorid und Molybdändisulfid. Diese Pulver können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr benutzt werden. Typischerweise werden CaCOo oder Kohlenstoff verwendet.

Die Eigenschaften des Bindemittels, in welchem und mit welchem das nichtmagnetische Pulver dispergiert bzw. gemischt wird, haben wesentlichen Einfluß auf den Ver-

schleiß der rückseitigen Beschichtung, das gegenseitige Anhaften der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung und andere Eigenschaften. Als Bindemittel kann ein beliebiges duropiastisches Harz vorgesehen sein; vorzugsweise wird ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer benutzt, das nach Vernetzen mit einer Isocyanatverbindung die Verschleißfestigkeit der rückseitigen Beschichtung in ausgeprägter Weise verbessert. Außerdem zeigte es sich, daß einem unerwünschten gegenseitigen Anhaften der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung von benachbarten Windungen des Bandwickels durch einen Zusatz von Polyurethan begegnet werden kann, so daß ein Bindemittelgemisch erhalten wird, das aus Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, einer Isocyanatverbindung und Polyurethan besteht.

Das letzte noch nicht behandelte Problem ist der Videorauschabstand. Im allgemeinen wird durch die Verwendung einer rückseitigen Beschichtung der Videorauschabstand herabgesetzt. Durch den kombinierten Einsatz der obengenannten Komponenten läßt sich der Abfall des Rauschabstands auf einen solchen Wert beschränken, daß er praktisch nicht störend ist. Es wurde jetzt gefunden, daß der Abfall des Rauschabstands nahezu zu Null gemacht werden kann, indem dem System Nitrocellulose zugesetzt wird. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß Nitrocellulose die Dispersion des nichtmagnetischen Pulvers fördert.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung der rückseitigen Beschichtung, die dadurch erhalten wird, daß ein nichtmagnetisches Pulver in einem im wesentlichen aus Nitrocellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Polyurethan und einer Isocyanatverbindung bestehenden Bindemittelgemisch dispergiert wird, führt zu wesentlichen

Verbesserungen bei der Wickelbildung des Bandes, bezüglich des Verschleißes der rückseitigen Beschichtung und hinsichtlich der gegenseitigen Anhaftung der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung, ohne daß es praktisch zu einer Verminderung des Videorauschabstands kommt.

Die Anteile der Bindemittelkomponenten lassen sich innerhalb von breiten Bereichen variieren. Im allgemeinen liegen die Anteile an Nitrocellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopqlymer und Polyurethan in dem schraffierten Bereich des Diagramms gemäß der einzigen Figur, d.h. im Bereich von 15 bis 60 Gew.% Nitrocellulose, 15 bis 60 Gew.% Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer und 10 bis 70 Gew.% Polyurethan. Was die Isocyanatverbindung anbelangt, so führt bereits ein sehr kleiner Zusatz zu einer erheblichen Wirkung. Vorzugsweise werden jedoch 5 bis 80 Teile der Isocyanatverbindung, bezogen auf die Gesamtharzmenge (100 Teile) des Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymers und des Polyurethans, zugesetzt. Das nichtmagnetische Pulver hat gleichfalls schon in sehr kleinen Anteilen eine recht gute Wirkung; es kann in einer solchen Menge vorgesehen werden, daß das benutzte Bindemittel eine zweckentsprechende Bindung bewirkt.

Erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele sind im folgenden beschrieben. Die folgenden vier Kennwerte wurden in der kurz erläuterten Weise bestimmt oder ermittelt.

1. Videorauschabstand

Unter Verwendung eines handelsüblichen VHS-Videobandrecorders wurde ein Signal mit einem Weißwert von 50 % auf dem Testband mit einem für das Bezugsband

optimalen Aufzeichnungsstrom aufgezeichnet. Das Signal/Rausch-Verhältnis, d.h. der Rauschabstand, des demodulierten Videosignals wurde während der Wiedergabe mit einem Videorauschmesser der Shibasoku Co., Modell 925C₁ gemessen und mit demjenigen eines TDK-Bezugsbandes verglichen, wobei letzterer auf 0 dB eingestellt wurde.

2. Wickelbildung

Auf einem handelsüblich verfügbaren VHS-Videobandrecorder wurde die Gesamtlänge des Testbands rasch vortransportiert; dann wurde während des raschen Rückwickelns das Band an einer 50 m vor dem Bandende liegenden Stelle gestoppt, worauf das Band rasch bis zum Ende zurückgewickelt wurde. Das äußere Aussehen des zurückgewickelten Bandwickels wurde optisch beobachtet. Jedes Band, das glatt aufgewickelt war, ohne daß ein Spalt zwischen den Bandlagen vorhanden war, wurde mit einem Kreis (0) als gut bewertet. Dagegen wurde jedes Band, bei dem ein oder mehrere Spalte zwischen den Lagen auftreten, mit einem Kreuz (X) als schlecht bewertet.

3. Verschleiß der rückseitigen Beschichtung

Auf einem VHS-Videobandrecorder ließ man jedes Testband lOOmal bei einer Temperatur von 40 C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 % durchlaufen. Dann wurde das Innere des Kassettengehäuses auf Verunreinigungen inspiziert. Waren Verunreinigungen zu sehen, erfolgte die Bewertung "X"; war das Gehäuse sauber, erfolgte dagegen die Bewertung "0".

4. Gegenseitige Adhäsion zwischen der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung

Jedes Band wurde auf einen Wickel für den VHS-Videobandrecorder aufgewickelt. Der Wickel wurde fünf Tage lang bei .60 C stehengelassen. Dann wurde visuell ausgewertet, ob die Lagen aneinander anhafteten oder nicht. Die Bewertung "0" wurde gegeben, wenn überhaupt keine Adhäsion zu beobachten war; andernfalls erfolgte die Bewertung "X".

Vergleichsbeispiele und erfindungsgemäße Beispiele

Für die Beispiele wurde eine Filmrolle hergestellt, indem ein 11,5/jm dicker Film aus Polyäthylenterephthalat mit einem magnetischen Beschichtungsmaterial der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung unter Ausbildung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht von 3,5 /jm Dicke beschichtet wurde, worauf der mit der Magnetschicht versehene Film kalandert und wärmebehandelt wurde.

	Tabelle	1	Vinylchlorid Vinylacetat- Kopolymer
Komponente	Co-dotiertes Eisenoxid	Nitro cellulose	4
Gew. %	78	5	Fettsäure
Komponente	Poly urethan	Isocyanat- verbindung	0,5
Gew.% '	9	3,5

Die Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 umfaßte die folgenden Komponenten:

- ίο -

Nitrocellulose = hergestellt von der Daicel, Ltd. unter der Bezeichnung "Nitrocellulose"

Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer = von der Union Carbide Corporation hergestellt unter der Handelsbezeichnung "VAGH"

Polyurethan = von der Farbenfabriken Bayer AG hergestellt unter der Handelsbezeichnung "Desmocoll 22"

Isocyanatverbindung = von der Farbenfabriken Bayer AG hergestellt unter der Handelsbezeichnung "Desmodur L".

Jede der in der Tabelle 2 genannten rückseitigen Beschichtungszusammensetzungen wurde mittels einer Kugelmühle durchgreifend dispergiert und gemischt sowie dann auf die der Magnetschicht gegenüberliegende Seite des Schichtträgerfilms aufgebracht und unter vorgegebenen Bedingungen wärmebehandelt, um eine 1 jum dicke rückseitige Beschichtung auszubilden. Der rückseitig beschichtete Film wurde in Streifen von vorbestimmter Breite geschlitzt; es wurden auf diese Weise 340 m lange VHS-Videokassettenbänder hergestellt. Die Bänder wurden auf ihr Betriebsverhalten in der vorstehend erläuterten Weise getestet. Die Ergebnisse sind gleichfalls in der Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle

Zusammensetzung der	Nicht-	Beispiel	CaCO-	rückseitigen Beschichtung (Gew.%)	Kopolymer	Poly	Isocy-	rückseitige Beschichtung	14	5	Video	Versuchsergebnisse	Verschleiß	Nichthaf-
	magnet,	1	67 ³			ure	anat-	14			rausch		festigkeit	ten an
Bei	Pulver		CaCO-	Nitro- Vinylchlorid-		than	verbindg.		28	10	abstand		d, rückseit.	magn, Be
spiel	Beisp.	2	34 ³	, cellu- Vinylacetat-			28				Wickel	Beschichtg.	schichtg .
Nr.			CaCO₀	lose			28	5	+ 1,5	bildung
Vergl.	CaCO-	3	67 ³		o			+0,6		0	0
1	67 ³			ohne ι		16,5	0		X	0	0
2	CaCO-	0	1 6, 5			+0,8 .	0
	34 ³							0	0
3	CaCO-	0		14	5	-0,4	0
	67 ³		7					0	X
4	CaCO-	0		28	10	. +0,5	0
	67 ^ό		14					X	0
5	0		14	5		0
		5			+ 1,4
						0	0
7		+ 1,5	0
			0	0
14	+ 1,5	0
			0	0
9	0

Anmerkung: Es wurden die folgenden Komponenten benutzt:

CaC03 = von der Shiraishi Calcium Co. hergestellt (mittlere Teilchengröße 0,04 pm) Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer = "VAGH" der UCC Polyurethan = "Desmocoll 22" der Farbenfabriken Bayer AG. Isocyanatverbindung = "Desmodur L" der Farbenfabriken Bayer AG. Nitrocellulose = "Nitrocellulose" der Daicel

Wie aus der Tabelle 2 zu entnehmen ist, vermeidet die rückseitige Beschichtung, die aus einem in einem Bindemittel dispergierten nichtmagnetischen Pulver hergestellt ist, eine unsaubere Wickelbildung. Die als Bindemittel gewählte Kombination aus Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Polyurethan und Isocyanatverbindung verbessert die Verschleißfestigkeit der rückseitigen Beschichtung und das Nichtanhaften an der Magnetschicht. Ein Vergleich zwischen den Vergleichsbeispielen 2, 3 sowie den erfindungsgemäßen Beispielen macht ferner deutlich, daß durch die Zugabe von Nitrocellulose der Rauschabstandsabfall nahezu zu Null gemacht wird.

Aus der vorstehenden Erläuterung folgt, daß auf die beschriebene Weise insbesondere bei Videokassettenbändern die Probleme ausgeräumt werden, die sich beim Einsatz von dünnen Bändern für lange Aufzeichnungs- und Wiedergabedauern ergeben.

Claims

Ansprüche

1. Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem Schichtträger, einer auf der einen Seite des Schichtträgers ausgebildeten magnetischen Aufzeichnungsschicht und einer auf der anderen Seite des Schichtträgers ausgebildeten rückseitigen Beschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die rückseitige Beschichtung ein im wesentlichen aus Nitrocellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Polyurethan und einer Isocyanatverbindung bestehendes Bindemittel und ein in dem Bindemittel dispergiertes nichtmagnetisches Pulver aufweist.

2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus 15-60 Gew.% Nitrocellulose, 15-60 Gew.% Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, 10-70 Gew.% Polyurethan und 8-80 Gewichtsteilen Isocyanatverbindung, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge von Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer und Polyurethan, besteht.

FERNSPRECHER: 089/6012039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN