DE3222778C2 - - Google Patents
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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.
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.
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.
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 "○".
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".
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.
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.
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 (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 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.
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