DE3222778C2

DE3222778C2 -

Info

Publication number: DE3222778C2
Application number: DE3222778A
Authority: DE
Inventors: Noribumi Saku Nagano Jp Kajimoto; Yoshio Chiisagata Nagano Jp Kawakami; Masahiro Saku Nagano Jp Takizawa
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1989-09-21
Also published as: US4673622A; DE3222778A1; JPS57208636A

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit einem Schnitträger, einer auf der einen Seite des Schichtträgers ausgebildeten magnetischen Aufzeichnungsschicht und einer auf der anderen Seite des Schichtträgers ausgebildeten rückseitigen Beschichtung mit einem Polyurethan und ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer enthaltenden Bindemittel und einem in diesem Bindemittel dispergierten nichtmagnetischen Pulver.

Bei einem bekannten, als Magnetkarte ausgebildeten Aufzeichnungsträger dieser Art (CH-PS 5 22 263) besteht die rückseitige Beschichtung aus einem Gemisch aus 12,9 Gew.-% Polyurethan, 18,5 Gew.-% Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, 7,4 Gew.-% Acrylnitril-Butadien-Kopolymer, 18,4 Gew.-% Rußteilchen, 37,8 Gew.-% α-Fe₂O₃, Rest Dispersions- und Schmiermittel. Die rückseitige Beschichtung soll für eine geringe Neigung des Aufzeichnungsträgers zu elektrostatischer Aufladung sorgen; durch die genannte Zusammensetzung sollen ferner eine gute Haftung der rückseitigen Beschichtung auf dem Schichtträger und ein Reibungskoeffizient zwischen der rückseitigen Beschichtung und einer Kartenzuführungswalze von größer als 0,90 gewährleistet sein.

Des weiteren ist ein magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem nichtmagnetischen Schichtträger bekannt (US-PS 39 93 824), der auf seiner einen Seite mit einer magnetischen Aufzeichnungsschicht und auf seiner anderen Seite mit einer Schmiermittelschicht beschichtet ist. Die Schmiermittelschicht weist ein flüssiges oder halbfestes Schmiermittel und ein organisches Bindemittel auf. Für das Bindemittel wird eine Vielzahl von Stoffen vorgeschlagen, u. a. Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Urethanelastomer, Nitrocellulose sowie nicht näher definierte Gemische aus den dort genannten Stoffen, u. a. auch ein Gemisch aus einem Polyesterharz mit hohem Molekulargewicht und einem Isocyanatpräpolymer sowie gegebenenfalls einem Polyurethanharz. Die Schmiermittelschicht hat die Aufgabe, bei einem zu einem Bandwickel aufgewickelten Aufzeichnungsträger Schmiermittel an die im Wickel benachbart liegende magnetische Aufzeichnungsschicht abzugeben und dadurch beim Vorbeilauf der Aufzeichnungsschicht an einem Magnetkopf die Reibung herabzusetzen.

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 Schichtträgers sind wichtig, was die praktische Anwendung und die Gesamteigenschaften des Bandes anbelangt. Angesichts des Trends zu immer dünneren Schichtträgern wurde auch 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 Wickelbildung (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 genannten Kennwerte nicht ausreichend Rücksicht genommen; insbesondere steht kein magnetisches Aufzeichnungsband zur Verfügung, das eine rückseitige Beschichtung mit im Hinblick auf diese Kennwerte 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 genannten Kennwerte des Aufzeichnungsträgers, d. h. auf den Video- Rauschabstand, die Wickelbildung, den Verschleiß und die Anhaftung benachbarter Lagen des Bandwickels, besonders gut aufeinander abgestimmt sind.

Ausgehend von einem magnetischen Aufzeichnungsträger der eingangs angegebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bindemittel aus 15-60 Gew.-% Nitrocellulose, 15-60 Gew.-% Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, 10-70 Gew.-% Polyurethan und 5-80 Gewichtsteilen Isocyanatverbindung, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge von Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer und Polyurethan, besteht.

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 magnetischen Aufzeichnungsschicht können in beliebiger herkömmlicher Weise aufgebaut sein. Typischerweise kann der Schichtträger aus Polyäthylenterephthalat, 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.

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

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 Wickelbildung, 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 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, α-Fe₂O₃, Talk, Kaolin, CaSO₄, Bornitrid, Graphitfluorid und Molybdändisulfid. Diese Pulver können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr benutzt werden. Typischerweise werden CaCO₃ oder Kohlenstoff verwendet.

Die Eigenschaften des Bindemittels, in welchem und mit welchem das nichtmagnetische Pulver dispergiert bzw. gemischt wird, haben wesentlichen Einfluß auf den Verschleiß der rückseitigen Beschichtung, das gegenseitige Anhaften der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung und andere Eigenschaften. Das Bindemittel enthält ein Vinylchlorid- Vinylacetat-Kopolymer, das nach Vernetzen mit einer Isocyanatverbindung die Verschleißfestigkeit der rückseitigen Beschichtung in ausgeprägter Weise verbessert. Dem unerwünschten gegenseitigen Anhaften der Magnetschicht und der rückseitigen Beschichtung von benachbarten Windungen des Bandwickels wird durch einen Zusatz von Polyurethan begegnet.

Im allgemeinen wird durch die Verwendung einer rückseitigen Beschichtung der Videorauschabstand herabgesetzt. Durch den kombinierten Einsatz der obengenannten Komponenten und einen Zusatz an Nitrocellulose läßt sich der Abfall des Rauschabstands, wie gefunden wurde, nahezu zu Null machen. 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 aus Nitrocellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, Polyurethan und einer Isocyanatverbindung in den genannten Anteilen 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 der angegebenen Bereiche variieren. Das heißt die Anteile an Nitrocellulose, Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer und Polyurethan liegen an dem schraffierten Bereich des Diagramms gemäß der einzigen Figur, also 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 gemessen und mit demjenigen eines 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 (○) 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 100mal 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 "○".

4. Gegenseitige Abhäsion 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 "○" 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 µm dicker Film aus Polyäthylenterephthalat mit einem magnetischen Beschichtungsmaterial der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung unter Ausbildung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht von 3,5 µm Dicke beschichtet wurde, worauf der mit der Magnetschicht versehene Film kalandert und wärmebehandelt wurde.

Tabelle 1

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 µm 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 2

Wie aus der Tabelle 2 zu entnehmen ist, vermeidet die rückseitige Beschichtung aus dem im Bindemittel dispergierten nichtmagnetischen Pulver 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

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 mit einem Polyurethan und ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer enthaltenden Bindemittel und einem in diesem Bindemittel dispergierten nichtmagnetischen Pulver, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus 15-60 Gew.-% Nitrocellulose, 15-60 Gew.-% Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer, 10-70 Gew.-% Polyurethan und 5-80 Gewichtsteilen Isocyanatverbindung, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge von Vinylchlorid-Vinylacetat-Kopolymer und Polyurethan, besteht.