DE3323441C2

DE3323441C2 - Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3323441C2
Application number: DE3323441A
Authority: DE
Inventors: Akira Ushimaru; Masaaki Fujiyama; Toshimitu Okutu; Takahito Miyoshi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1982-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2003-06-30
Also published as: JPH0479048B2; JPS593723A; DE3323441A1; US4612235A; NL8302285A

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, insbesondere Magnetband, mit einem nicht magnetischen Träger, auf dessen einer Seite eine magnetische Aufzeichnungsschicht vorhanden ist und auf dessen Rückseite sich eine Rückseiteschicht befindet.

Im allgemeinen wird die Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht von Aufzeichnungsbändern für Ton-Videoaufzeichnungen oder für Computer geglättet, so daß die Empfindlichkeit und insbesondere das Ausgangssignal im hohen Frequenzbereich verbessert wird. Bei einem derartig glatten Aufzeichnungsband besteht jedoch die Gefahr, daß während des Umspulens oder Aufspulens das Band nicht regelmäßig aufgenommen wird, was häufig zu einem gestörten Spulvorgang führt. Dies führt zu einem gestörten Laufverhalten und Schwankungen des Ausgangssignals aufgrund mechanischer Spannungsschwankungen. Außerdem besteht die Gefahr, daß das Magnetband verformt und beschädigt wird. Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist versucht worden, auf der Rückseite eines Trägers der magnetischen Aufzeichnungsschicht eine Rückseiteschicht vorzusehen. Es ist jedoch erforderlich, daß auch diese Rückseiteschicht verbessert wird, da häufig Kratzer in dieser vorkommen und der Reibungskoeffizient und die Faltenbildung erhöht werden.

Wenn die Rückseiteschicht zur Verbesserung der Bandlaufeigenschaft und der Bandlaufdauer dient, besteht die Gefahr, daß die Rauhigkeit der Rückseiteschicht auf die Oberfläche der Magnetschicht übertragen wird, so daß die Oberflächeneigenschaften der Magnetschicht beeinträchtigt werden. Hierbei werden die elektromagnetischen Eigenschaften und insbesondere das Signal-Rauschverhältnis des magnetischen Aufzeichnungsmediums verschlechtert. Diese Gefahr tritt insbesondere dann auf, wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium, insbesondere in Form eines Bandes, aufgewickelt oder in Form von Folien gestapelt wird. Die Verschlechterung des Signal-Rauschverhältnisses wird hervorgerufen durch die Übertragung der Rauhigkeit der Rückseiteschicht auf die Oberfläche der Magnetschicht, wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium in aufgewickelter oder gestapelter Form aufbewahrt wird. Die Rauhigkeit der Rückseiteschicht ist wichtig im Hinblick auf die Bandlaufeigenschaften.

Gemäß der DE-OS 28 07 147 führt die Maßnahme, eine Oberfläche eines Magnetbandes durch Einlagern von kleinen, anorganischen Teilchen in ein polymeres Rohmaterial mikroskopisch uneben zu gestalten, zu dem Nachteil eines erhöhten Reibungsabriebes, was eine Beschädigung des Bandes und eine Beeinträchtigung seiner Wiedergabeeigenschaften sowie eine Verschmutzung des Abnehmerkopfes eines Wiedergabegerätes zur Folge hat. Zur Überwindung dieser Nachteile wird ein Polyesterfilm verbesserter Gleiteigenschaften beschrieben, der als Grundlage für Magnettonbänder oder Magnetbänder für Videorecorder oder Datenspeichersysteme von Computer dienen kann. Der zweiachse orientierte Polyesterfilm weist mindestens eine rauhe Oberfläche mit Erhebungen auf, die durch Einlagerung von 0,08 bis 2 Gew.-% einer unlöslichen inerten Substanz in den Polyester erzeugt werden, wobei die Substanz einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,55 µm hat und die Höhe der Erhebungen, von Spitze zu Tal gemessen, etwa 0,55 µm nicht wesentlich überschreitet. Gemäß einer Ausführungsform soll die Anzahl der Oberflächenerhebungen mit einer Höhe von nicht mehr 1,0 µm, jedoch mehr als 0,75 µm, nicht mehr als 14/mm², mit einer Höhe von nicht mehr als 0,75 µm, jedoch mehr als 0,5 µm, von 5 bis 150/mm² und mit einer Höhe von nicht mehr als 0,5 µm nicht weniger als 40/mm² betragen. Ein Film mit mehr als 14 Erhebungen pro mm², deren Höhen größer sind als 0,75 µm, aber nicht als größer als 1,5 µm, ebenso wie ein Film, der weniger als 40 Erhebungen pro mm², deren Höhen größer als 2,5 µm, aber nicht größer als 0,5 µm sind, soll schlechte Transporteigenschaften und einen niedrigen Abriebwiderstand besitzen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform enthält die dem Polyester zugesetzte inerte Substanz nicht mehr als 8 Gew.-% Teilchen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 2,5 µm, jedoch mehr als 1,5 µm, 20 bis 50 Gew.-% Teilchen von nicht mehr als 1,5 µm, jedoch mehr als 0,5 µm, und 40 bis 80 Gew.-% Teilchen von nicht mehr als 0,5 µm. Als untere Grenze für die Teilchengröße der inerten Substanz wird etwa 0,005 µm genannt.

Die US-PS 4 135 031 beschreibt ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, welches eine nicht magnetische Trägerschicht mit einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf einer Seite und einen verbesserten rückseitigen Überzug umfaßt, der eine dünne Schicht eines harzartigen Bindemittels enthält, in dem eine Mischung aus anorganischen Pulvern dispergiert ist, die als Hauptbestandteil ein anorganisches Pulver mit einer Korngröße von 0,02 bis 5 µm und als Nebenbestandteil ein anorganisches Pulver mit einer Korngröße von 2 bis 40 µm umfassen. Diese beiden Bestandteile bilden zusammen mit dem Bindemittel einen Überzug, bei dem sich Kornspitzen nach außen bis zu einer Höhe von 0,8 bis 5 µm erstrecken, deren Abstände voneinander mindestens 200 µm betragen, und der einen Reibungskoeffizienten von mindestens 0,25 aufweist. Hierdurch soll ein Überstehen von Kanten des mit hoher Geschwindigkeit aufgewickelten Bandes und ein Lockern des Bandwickels bei plötzlichem Abstoppen des Bandlaufes mit freiem Bandende vermieden werden.

Die Schwierigkeiten hinsichtlich des Signal-Rauschverhaltens und der Haltbarkeit bleiben jedoch ungelöst.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und insbesondere ein Magnetband mit einer Rückseiteschicht, die ein anorganisches Pulver aus groben und feinen Körnern und einen Binder aufweist, vorzusehen, bei dem die Gefahr nicht besteht, daß beim Laufen des Bandes Kratzer oder Risse in die Rückseite eingebracht werden, und die Haltbarkeit bzw. Laufbeständigkeit verbessert ist, ohne daß dessen Reibungskoeffizient erhöht oder das Signal-Rauschverhalten beeinträchtigt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.

Ein Vergleich dieser Merkmale mit denen des vorstehend angegebenen Standes der Technik ergibt folgendes.

Die einleitende und die beiden folgenden Merkmalsgruppen des Patentanspruchs 1, nach denen unter anderem die Rückseiteschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums eine Dicke von höchstens 2 µm besitzen soll, sind in der US-PS 4 135 031 beschrieben, gemäß der die Rückseiteschicht eine Dicke von 0,5 bis 10 µm haben kann. Bei dem Gegenstand der DE-OS 28 07 147 ist das anorganische Pulver im nichtmagnetischen Träger eingebettet, wobei eine magnetische Aufzeichnungsschicht vorgesehen sein kann, jedoch die Rückseite des Trägers nicht beschichtet ist.

Gemäß der vorletzten Merkmalsgruppe des Patentanspruchs 1 sind die Korngrößen mit zwei Schwerpunkten im Bereich von 0,005 bis 1,5 µm verteilt. Gemäß der US-PS sind die Korngrößen mit zwei Schwerpunkten im Bereich von 0,02 bis 40 µm und gemäß der DE-OS 28 07 147 mit drei Schwerpunkten im Bereich von 0,005 bis 2,5 µm verteilt.

Gemäß der letzten Merkmalsgruppe des Patentanspruchs 1 beträgt die Höhe der Oberflächenvorsprünge 0,05 bis 0,8 µm und liegt außerhalb des Bereiches der in der US-PS angegebenen Höhen von 0,8 bis 5 µm, jedoch deckt sich der Bereich weitgehend mit dem, der gemäß der DE-OS 28 07 147 tolerierbar ist.

Gemäß der letzten Merkmalsgruppe des Patentanspruchs 1 sollen die Abstände der Oberflächenvorsprünge größer als 50 µm sein, wogegen die Abstände gemäß der US-PS 4 135 031 größer als 200 µm sein sollen und in der DE-OS 28 07 147 nicht angegeben sind. Die Anzahl der Oberflächenvorsprünge soll 50 bis 50 000/cm² betragen, wogegen in der US-PS 4 135 031 die Anzahl nicht angegeben ist und die Angaben der DE-OS 28 07 147 eine Schätzung eines Wertes von mehr als 4000/cm² zulassen.

Durch das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium können die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten beseitigt werden. Das magnetische Aufzeichnungsmedium besitzt eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf einer Seite eines nichtmagnetischen Trägers und eine Rückseiteschicht auf der Rückseite des Trägers, welche ein anorganisches Pulver und einen Binder aufweist und eine Dicke von 2 µm oder geringer besitzt. Die Oberfläche der Rückseiteschicht ist mit Oberflächenvorsprüngen (Rauhigkeit) einer Höhe von 0,05 bis 0,8 µm, bevorzugt 0,05 bis 0,5 µm, versehen, wobei diese Vorsprünge einen Abstand voneinander von 50 µm oder mehr, bevorzugt 50 000 bis 300 µm aufweisen und in einer Dichte von 50 bis 50 000/cm², bevorzugt 2000 bis 12 000/cm² angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium und insbesondere einem Magnetband mit verbesserter Laufdauer ist der Reibungskoeffizient verringert, ohne daß das Signal- Rauschverhältnis vermindert ist. Durch die Erfindung wird eine erhöhte Bandlaufhaltbarkeit erzielt. Dies äußert sich darin, daß die Rückseiteschicht weniger Kratzer und Risse aufweist. Ferner wird das Signal-Rauschverhältnis verbessert. Diese Vorteile sind zurückzuführen auf die kombinierte Verwendung grober und feiner Körner als Füllmittel in der Rückseiteschicht, wobei Oberflächenvorsprünge auf der Oberfläche der Rückseiteschicht erzielt werden. Die Rückseiteschicht ist besonders geeignet bei 1/2-Zollvideobändern, Metallvideobändern und Videobändern mit Vakuumbeschichtung.

Die Oberflächenvorsprünge werden durch Verwendung von anorganischen Pulvern, z. B. von gemischten feinen und groben Körnern, gebildet. Geeignete anorganische Pulver sind Ruß, Graphit, Wolframdisulfid, Molybdändisulfid, Bornitrid, SiO₂, CaCO₃, Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, MgO, ZnO und CaO. Die groben und die feinen Körner können aus dem gleichen anorganischen Material bestehen. Bevorzugt werden die groben und feinen Körner jedoch aus unterschiedlichen anorganischen Pulvern gewählt. In diesem Fall bestehen die groben Körner bevorzugt aus Al₂O₃, MgO, ZnO oder CaO. Hiervon wird Al₂O₃ bevorzugt. Die feinen Körner bestehen bevorzugt aus SiO₂, CaCO₃ oder TiO₂. Hieraus wird CaCO₃ bevorzugt. Die groben Körner besitzen eine Korngröße von 0,1 bis 1,5 µm und insbesondere 0,1 bis 1,1 µm. Die feinen Körner besitzen bevorzugt eine Korngröße von 0,005 bis 0,1 µm (50 bis 1000 Ångström) und insbesondere 0,008 bis 0,08 µm (80 bis 800 Ångström).

Als Binder eignen sich thermoplastische Harze, warmhärtbare Harze und Mischungen hiervon.

Beispiele für thermoplastische Harze sind Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerisate, Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymerisate, Vinylchlorid-Acrylnitril-Copolymerisate, Acrylsäureester- Acrylnitril-Copolymerisate, Acrylsäureester-Vinylidenchlorid- Copolymerisate, Acrylsäureester-Styrol-Copolymerisate, Methacrylsäureester-Acrylnitril-Copolymerisate, Methacrylsäureester-Vinylidenchlorid-Copolymerisate, Methacrylsäureester- Styrol-Copolymerisate, Urethanelastomere, Polyvinylfluorid, Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymerisate, Butadien-Acrylnitril-Copolymerisate, Polyamidharze, Polyvinylbutyral, Celluloseharze, z. B. Celluloseacetatbutyrat, Cellulosediacetat, Cellulosepropionat und Nitrocellulose, Styrolbutadien-Copolymerisate, Polyesterharze, Chlorvinyletheracrylsäureester-Copolymerisate, Aminoharze und verschiedene Harze auf Kautschukbasis.

Beispiele für warmhärtende Harze sind Phenolharze, Epoxidharze, aushärtende Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, Harze auf Acrylbasis, Polyisocyanate und Polyamine.

Die Rückseiteschicht ist so aufgebaut, daß die Gesamtdicke (Magnetschicht + Träger + Rückseiteschicht) des magnetischen Aufzeichnungsmediums so dünn wie möglich ist. Hierdurch soll die Aufzeichnungsdichte pro Volumeneinheit erhöht werden. Die Dicke der Rückseiteschicht beträgt bevorzugt 0,3 bis 2 µm und insbesondere 0,5 bis 1 µm.

Wenn die Rückseiteschicht zu dünn bemessen wird, besteht die Gefahr, daß diese abbröckelt. Wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium umläuft, besteht bei herkömmlichen Aufzeichnungsmedien die Gefahr, daß in die Rückseiteschicht Kratzer oder Risse eingebracht werden. Bei der Erfindung treten diese Schwierigkeiten nicht auf. Ferner wird der Videosignal-Rauschabstand auch bei hoher Aufzeichnungsdichte, z. B. bei einer Aufzeichnung einer Wellenlänge von 1,3 µm, nicht beeinträchtigt, wenn die durch die Erfindung vorgesehene Rückseiteschicht verwendet wird.

Die magnetische Aufzeichnungsschicht kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein.

Die Herstellung der magnetischen Aufzeichnungsschicht erfolgt beispielsweise durch Dispersion eines ferromagnetischen feinen Pulvers, Zusätzen wie Dispergiermittel, Schmiermittel, Schleifmittel, antistatische Mittel u. dgl. sowie eines Binders in einer organischen Lösung und anschließendes Auftragen der magnetischen Überzugszusammensetzung auf einen nichtmagnetischen Träger und abschließendem Trocknen. Hierfür können in üblicher Weise verwendete ferromagnetische feine Pulver, Zusätze, Binder, organische Lösungsmittel und nichtmagnetische Träger zum Einsatz kommen.

Als Bindemittel eignen sich thermoplastische Harze und hitzehärtbare Harze, wie sie für die Rückseiteschicht geeignet sind.

Geeignete Stoffe für den nichtmagnetischen Träger sind verschiedene Kunststoffe, beispielsweise Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, Polyethylen-2,6-naphthalat und ähnliche; Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und ähnliche; Cellulosederivate wie Cellulosetriacetat, Cellulosediacetat, Celluloseacetatbutyrat, Celluloseacetatpropionat und ähnliche; Vinylharze wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und ähnliche; Polycarbonate, Polyimide und Polyamide.

Geeignete Beispiele der ferromagnetischen Pulver, welche bei der Erfindung verwendet werden können, sind γ-Fe₂O₃, Co-dotiertes γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Co-dotiertes Fe₃O₄, Berthollidverbindungen des γ-Fe₂O₃ und Fe₃O₄ (FeOx: 1,33<×<1,50), Co-dotiertes Berthollidverbindungen des γFe₂O₃ und Fe₃O₄ (FeOx: 1,33<×<1,50), CrO₂, Co-Ni-P-Legierungen, Co-Ni-Fe-Legierungen, Co-Ni-Fe-B-Legierungen, Fe-Ni-Zn-Legierungen, Fe-Mn-Zn-Legierungen, Fe-Co-Ni-P-Legierungen und Ni-Co-Legierungen, wie sie in den japanischen Patentveröffentlichungen 14 090/1969, 18 372/ 1979, 22 062/1972, 22 513/1972, 28 466/1971, 38 755/1971, 4 286/1972, 12 422/1972, 17 284/1972, 18 509/1972, 18 573/1972, 10 307/1964 und 39 639/1973 sowie in den US-Patentschriften 3 026 215, 3 031 341, 3 100 194, 3 242 005 und 3 389 014, den GB-Patentschriften 752 659, 782 762 und 1 007 323, der FR-PS 1 107 654 und der DE-OS 12 81 334 beschrieben sind.

Die ferromagnetischen feinen Pulver besitzen eine Korngröße von bevorzugt etwa 0,2 bis 1 µm Länge mit einem Länge- Breite-Verhältnis von 1 : 1 bis 20 : 1.

In diesen ferromagnetischen Eisenoxiden können zweiwertige Metalle eingelagert sein wie beispielsweise Cr, Mn, Co, Ni, Cu und Zn in einem Verhältnis von 0 bis 10 Atom-% auf der Basis der Eisenoxide. Darüber hinaus kann das vorstehend beschriebene Chromoxid CrO₂ 0 bis 20 Gew.-% Metalle wie beispielsweise Na, K, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Te, Ru, Sn, Ce und Pb, Halbleiter wie beispielsweise P, Sb und Te sowie Oxide davon aufweisen.

Geeignete Dispergiermittel sind Fettsäuren, die etwa 12 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten und durch die allgemeine Formel R₁COOH dargestellt werden können, wobei R₁ eine Alkyl- oder Alkylengruppe ist mit 11 bis 17 Kohlenstoffatomen, z. B. Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Stearolsäure u. dgl.; Metallseifen, bestehend aus Alkalimetallsalzen (Li, Na, K usw.) oder den Erdalkalimetallsalzen (Mg, Ca, Ba usw.) der vorstehend genannten Fettsäuren; Fluorverbindungen der vorstehend genannten Fettsäureester; Amide der vorstehend genannten Fettsäuren; Polyalkylenoxidalkylphosphorsäureester; Lecithin und Trialkylpolyolefinoxyquaternärammoniumsalze. Die Alkylgruppe besitzt 1 bis 5 Kohlenstoffatome und das Olefin ist Ethylen, Propylen oder dgl. Es können auch höhere Alkohole mit etwa 12 oder mehr Kohlenstoffatomen und deren Schwefelsäureester verwendet werden. Diese Dispergiermittel sind aus den japanischen Patentveröffentlichungen 28 369/1964, 17 945/1969 und 15 001/ 1973 sowie den US-Patentschriften 3 387 993 und 3 470 021 bekannt.

Geeignete Schmiermittel sind Siliconöle, beispielsweise Dialkylpolysiloxane (Alkylgruppe: C₁-C₅), Dialkoxypolysiloxane (Alkoxygruppe: C₁-C₄), Monoalkylmonoalkoxypolysiloxane (Alkylgruppe: C₁-C₅; Alkoxygruppe: C₁-C₄), Phenylpolysiloxane und Fluoralkylpolysiloxane (Alkylgruppe: C₁-C₅); elektrisch leitfähige Pulver wie Graphit, anorganische feine Pulver wie Molybdändisulfid und Wolframdisulfid; feine Kunststoffpulver wie Polyethylen, Polypropylen, Polyethylen-Vinylchlorid-Copolymerisate und Polytetrafluorethylen; α-Olefin-Polymerisate: bei Normaltemperatur flüssige, ungesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe (α-Olefin hat Doppelbindung kombiniert mit Endkohlenstoff, Anzahl der Kohlenstoffatome etwa 20); Fettsäureester von Monocarbonfettsäuren von C₁₂-C₂₀ und einwertige Alkohole von C₃-C₁₂ und Fluorkohlenstoffe. Diese Schmiermittel sind bekannt aus den japanischen Patentveröffentlichungen 18 064/1966, 23 889/1968, 40 461/1971, 15 621/1972, 18 482/1972, 28 043/1972, 32 001/1972 und 5 042/1975, den US-Patentschriften 3 470 021, 3 492 235, 3 497 411, 3 523 086, 3 625 760, 3 630 772, 3 634 253, 3 642 539 und 3 687 725, IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 9, Nr. 7, Seite 779 (Dezember 1966) und ELEKTRONIK, Nr. 12, Seite 380 (1961).

Geeignete Schleifmittel, welche bei der Erfindung verwendet werden können, umfassen geschmolzenes Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Chromoxid (Cr₂O₃), Korund, synthetischen Korund, Diamant, synthetischen Diamant, Granat, Schmirgel (Hauptbestandteil: Korund und Magnetit) und ähnliche. Beispiele für diese Schleifmittel sind bekannt aus der japanischen Patentanmeldung 26 749/1973, den US-Patentschriften 3 007 807, 3 041 196, 3 293 066, 3 630 910 und 3 687 725, der GB-PS 1 145 349 und den DE-Patentschriften 8 53 211 und 10 01 000.

Geeignete antistatische Mittel, welche bei der Erfindung zur Anwendung kommen können, sind elektrisch leitfähige Pulver wie beispielsweise Graphit, Lampenruß und Lampenrußpfropfpolymerisate, natürliche oberflächenaktive Mittel wie beispielsweise Saponin, nichtionische oberflächenaktive Mittel, beispielsweise solche auf Alkylenoxidbasis, Glycerinbasis und Glycidolbasis, kationische oberflächenaktive Mittel wie heterocyclische Verbindungen, z. B. Pyridin und ähnliche, höhere Alkylamine, quaternäre Ammoniumsalze, Phosphoniumverbindungen, Sulfoniumverbindungen und ähnliche, anionische oberflächenaktive Mittel, die Säuregruppen enthalten, wie Carbonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, Phosphorsäuregruppen, Sulfatgruppen, Phosphatgruppen und dgl., amphotere oberflächenaktive Mittel wie beispielsweise Sulfate oder Phosphate von Aminosäuren, Aminosulfonsäuren, Aminoalkoholen und ähnlichen.

Beispiele für oberflächenaktive Mittel, welche als antistatische Mittel verwendbar sind bei der Erfindung, sind bekannt aus den US-Patentschriften 2 271 623, 2 240 472, 2 288 226, 2 676 122, 2 676 924, 2 676 975, 2 691 566, 2 727 860, 2 730 498, 2 742 379, 2 739 891, 3 068 101, 3 158 484, 3 201 253, 3 210 191, 3 294 540, 3 415 649, 3 441 413, 3 442 645, 3 475 174 und 3 545 974, der DE-OS 19 42 665, den GB- Patentschriften 1 077 317 und 1 198 450, Ryohei Oda et al., "Kaimen Kassei Zai no Gosei to so no Oyo (Synthesis of Surface Active Agents and their Applications), Maki Shoten, Tokyo (1964), Am M. Schwrats et al., "Surface Active Agents", Interscience Publications Corp., New York (1958), J. P. Sisley et al., "Encyclopedia of Surface Active Agents", Band 2, Chemical Publishing Co., New York (1964), "Kaiman Kassei Zai Binran (Handbook of Surface Active Agents)", 6. Aufl., Sangyo Tosho Co., Tokio (20. Dez., 1966).

Diese oberflächenaktiven Mittel können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Diese oberflächenaktiven Mittel werden im allgemeinen als antistatische Mittel verwendet, jedoch können sie in einigen Fällen zu anderen Zwecken, z. B. zur Verbesserung der Dispergierbarkeit, der magnetischen Eigenschaften und der Schmiereigenschaften oder als Hilfsmittel zur Herstellung der Überzüge verwendet werden.

Die vorstehend beschriebenen magnetische Pulver, Bindemittel, Dispergiermittel, Schmiermittel, Schleifmittel, antistatische Mittel und Lösungsmittel werden zur Herstellung einer Überzugszusammmensetzung gut abgestimmt miteinander vermischt oder geknetet. Zum Kneten können das magnetische Pulver und die anderen Bestandteile gleichzeitig oder getrennt in eine Knetmaschine eingebracht werden. Zum Beispiel kann ein magnetisches Pulver einem ein Dispergiermittel enthaltenden Lösungsmittel zugegeben, die Mischung eine bestimmte Zeitlang geknetet und dann mit den anderen Bestandteilen vermischt und in ausreichender Weise geknetet werden, um eine magnetische Überzugszusammensetzung herzustellen. Verschiedene Knetmaschinen sind zum Kneten und Dispergieren einsetzbar, z. B. Duowalzwerke, Dreiwalzenmühlen, Kugelmühlen, Trommelmühlen, Sandmühlen, Szegvari- Mühlen, Hochgeschwindigkeitskreisel-Dispergiermühlen, Hochgeschwindigkeitssteinmahlwerke, Hochgeschwindigkeitsschlagmühlen, Knetmaschinen, Hochgeschwindigkeitsmischer, Homogenisiermaschinen, Ultraschalldispergiermaschinen usw. Das Kneten und verwandte Arbeitsgänge sind beschrieben in T. C. Patton, "Paint Flow and Pigment Dispersion", veröffentlicht von John Wiley & Sons (1964) und in den US-Patentschriften 2 581 414 und 2 855 156.

Geeignete organische Lösungsmittel, welche im Überzug verwendet werden können, umfassen Ketone, z. B. Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon und ähnliche; Ester, z. B. Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Ethyllactat, Glykolmonoethyletheracetat und ähnliche; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol, Xylol und ähnliche und chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Ethylenchlorhydrin, Dichlorbenzol und ähnliche.

Die Anteile der vorstehenden Bestandteile der Zusammensetzung sind folgende: Das Gewichtsverhältnis des ferromagnetischen feinen Pulvers und des Binders ist im allgemeinen 100 : 13-50, bevorzugt 100 : 17-40. Die Lösungsmittelmenge ist etwa das 3- bis 5fache des feinen ferromagnetischen Pulvers. Zu 100 Gewichtsteilen des Binders werden 0,5-20 Gewichtsteile des Dispergiermittels, 0,2-20 Gewichtsteile des Schmiermittels, 0,5-20 Gewichtsteile des Schleifmittels, 0,2-50 Gewichtsteile des elektrisch leitfähigen feinen Pulvers als antistatisches Mittel und 0-3 Gewichtsteile des oberflächenaktiven Mittels als antistatisches Mittels zugegeben.

Das vorstehend beschriebene feine ferromagnetische Pulver, der Binder, das Dispergiermittel, das Schmiermittel, das Schleifmittel, das antistatische Mittel und das Lösungsmittel werden aufeinander abgestimmt und zu einer magnetischen Überzugszusammensetzung miteinander vermischt. Die Überzugszusammensetzung wird als Schicht auf einen nichtmagnetischen Träger aufgebracht. Beim Beschichten können angewendet werden z. B. eine Luftrakelbeschichtung, Aufstreichen mit einer Klinge, Überziehen mit einem Luftmesser, Quetschüberziehen, Eintauchüberziehen, Überziehen mit Umkehrrollen, Überziehen mit Übertragungsrolle, Gravierungsüberziehen, Auftupfbeschichtung, Gießbeschichtung, Sprühbeschichtung u. dgl.

Diese Beschichtungsverfahren sind z. B. beschrieben in "Coating Kogaku (Coating Engineering)", Seiten 253 bis 277, veröffentlicht von Asakura Shoten, Tokio (20. März 1971). Die Schichtdicke beträgt im allgemeinen 1 bis 18 µm im trockenen Zustand in Abhängigkeit von der Anwendungsart und Form (Film, Band, Folie usw.) und der Norm des magnetischen Aufzeichnungsmediums.

Die Trocknungstemperatur und -zeit hängt ab von der Art des Lösungsmittels, der Menge des Lösungsmittels in der Überzugszusammensetzung und der Restmenge des Lösungsmittels. Im allgemeinen beträgt die Trocknungstemperatur 40 bis 100°C und wird allmählich erhöht mit fortschreitendem Trocknen. Die Trocknungszeit beträgt etwa 5 Sekunden bis 3 Minuten.

Nach dem Trocknen kann das magnetische Aufzeichnungsmedium aufgewickelt werden. Bevorzugt wird jedoch, ohne Aufwickeln, das magnetische Aufzeichnungsmedium kalandriert, um das Signal-Rauschverhältnis zu erhöhen. Das Kalandrieren kann in bekannter Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch ein Superkalandrierverfahren, bei dem das magnetische Aufzeichnungsmedium zwischen einer Metallwalze und einer Baumwollwalze oder Kunstharzwalze (Polyamid, Epoxidharz, Polyurethanharz usw.) oder zwischen zwei Metallwalzen hindurchgeführt wird.

Die Bedingungen beim Kalandrieren hängen ab von der Art des Bandes und liegen in folgenden Bereichen: Walzdruck der Kalanderwalzen (linearer Druck): 784-2942 N/cm (80-300 kp/cm), bevorzugt 981-2354 N/cm (100-240 kp/cm); Bandtransportgeschwindigkeit: 30-200 m/min, bevorzugt 60-150 m/min; und Walzentemperatur: 25-120°C, bevorzugt 45-80°C. Wenn der Walzdruck weniger als 784 N/cm (80 kp/cm) beträgt, wird eine Glättung der Oberfläche der Magnetschicht in nur unzureichendem Maße erzielt. Wenn der Walzdruck mehr als 2942 N/cm (300 kp/cm) beträgt, verkürzt sich die Gebrauchsdauer der Kalanderwalzen, wodurch der Herstellungsaufwand sich erhöht. Wenn die Walzentemperatur geringer als 25°C ist, ist die Glättung der Oberfläche der Magnetschicht unzureichend. Wenn die Temperatur höher als 120°C ist, verkürzt sich die Gebrauchsdauer der Kalanderwalzen, wodurch der Herstellungsaufwand ebenfalls erhöht wird.

Die Erfindung wird im einzelnen noch erläutert anhand der folgenden Beispiele. Im Rahmen der Erfindung können die Bestandteile, die Anteile und die Herstellungsbedingungen, welche in den Beispielen angegeben sind, geändert werden. Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, wenn nichts anderes ausdrücklich angegeben ist.

Beispiel

Magnetschichten mit Co-dotiertem γ-Fe₂O₃ werden jeweils auf der Oberfläche eines Polyethylenterephthalatträgers, der eine Dicke von 14 µm aufweist, aufgebracht. Auf der Rückseite der Träger wird jeweils eine Rückseiteschicht gebildet. Die Magnetschichten besitzen eine Überzugsdicke von 5 µm im trockenen Zustand. Die Rückseiteschichten besitzen eine Dicke von 0,7 µm. Dabei werden die folgenden Bestandteile verwendet, wobei die Kombination der anorganischen Pulver geändert wird:

Nitrocellulose
25 Teile
Polyurethan	15 Teile
Polyisocyanat	40 Teile
Feinkörniges anorganisches Pulver (CaCO₃, Durchschnittskorngröße 0,07 µm)	100 Teile
Grobkörniges anorganisches Pulver (α-Al₂O₃, Durchschnittskorngröße in Tabelle 1 angegeben) @	Methylethylketon	480 Teile

Für jedes der vorstehend beschriebenen magnetischen Aufzeichnungsbänder wurden die folgenden Versuche durchgeführt und die in der Tabelle enthaltenen Ergebnisse erzielt.

Versuch 1

Zur Überprüfung der Laufdauerhaltbarkeit wurde in einem Videogerät an einem ungebrauchten Band und nach 100 Durchläufen desselben die mechanische Auflaufspannung (T₁) und die mechanische Ablaufspannung (T₂) an einem drehbaren Zylinder gemessen.

Darüber hinaus wurden an einem ungebrauchten Band und nach 100 Durchläufen desselben die Schwankungen des Ausgangssignals gemessen.

Versuch 2

An einem ungebrauchten Band und nach 100 Durchläufen desselben wurde der Koeffizient der Gleitreibung (3,3 cm/s) T₂/T₁ zwischen einem rostfreien Stift und der Magnetschicht bzw. der Rückseiteschicht gemessen.

Versuch 3

Nach 100 Durchläufen eines Bandes durch ein Videogerät wurden der Abrieb der Rückseiteschicht und der Zustand des Bandes überprüft.

Tabelle 1

Aus der Tabelle 1 ergibt sich folgendes.

Wenn der Abstand der Oberflächenvorsprünge voneinander auf der Rückseiteschicht geringer ist als 50 µm (Proben-Nr. 6), ist die Ausgangsschwankung nach 100 Banddurchläufen in unvorteilhafter Weise groß. Wenn der Abstand 1500-3000 µm (Proben-Nr. 2) beträgt, sind die Eigenschaften etwa gleich wie bei einem Vergleichsbeispiel ohne Rauhigkeit (Proben-Nr. 1). Demzufolge wird ein Abstand zwischen den Oberflächenvorsprüngen auf der Rückseiteschicht von 50-300 µm bevorzugt.

Wenn die Anzahl der Oberflächenvorsprünge geringer als 50/cm² ist, sind nach 100 Banddurchläufen die Ausgangsschwankung und der Reibungskoeffizient groß und der Abrieb und die Beschädigung des Bandes sind beträchtlich, wie das bei den Proben Nr. 1 und 2 der Fall ist. Wenn die Anzahl der Oberflächenvorsprünge größer als 50 000 cm² ist, ist die Ausgangsschwankung nach 100 Banddurchläufen so groß wie im Falle der Proben-Nr. 6. Demzufolge ist die bevorzugte Anzahl der Oberflächenvorsprünge 50-50 000 Vorsprünge/cm² und insbesondere 2000-12 000 Vorsprünge/cm².

Wenn die Höhe der Oberflächenvorsprünge etwa 0,05 µm (Proben-Nr. 7) oder etwa 0,8 µm (Proben-Nr. 10) beträgt, vergrößern sich nach 100 Banddurchläufen die Ausgangsschwankungen, der Abrieb und die Beschädigung des Bandes. Eine Höhe von 0,05 bis 0,8 µm, insbesondere von 0,1 bis 0,5 µm wird daher bevorzugt.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, insbesondere Magnetband, mit einem nichtmagnetischen Träger, auf dessen einer Seite eine magnetische Aufzeichnungsschicht vorhanden ist und auf dessen Rückseite sich eine Rückseiteschicht befindet, bei dem

- die Rückseiteschicht ein anorganisches Pulver, bestehend aus einer Kombination grober und feiner Körner, und einen Binder aufweist,
- die Rückseiteschicht eine Dicke von höchstens 2 µm besitzt,
- die groben Körner eine Korngröße von 0,1 bis 1,5 µm und die feinen Körner eine Korngröße von 0,005 bis 0,1 µm aufweisen, und
- die Rückseiteschicht Oberflächenvorsprünge mit einer Höhe von 0,05 bis 0,8 µm aufweist, die einen Abstand voneinander von wenigstens 50 µm aufweisen und in einer Anzahl von 50 bis 50 000 Vorsprünge/cm² vorhanden sind.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Rückseiteschicht mit Oberflächenvorsprüngen mit einer Höhe von 0,05 bis 0,5 µm versehen ist.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Oberflächenvorsprünge einen Abstand voneinander von 50 bis 300 µm aufweisen.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Oberflächenvorsprünge in einer Dichte von 2000 bis 12 000/cm² angeordnet sind.

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die groben Körner eine Korngröße von 0,1 bis 1,1 µm und die feinen Körner eine Korngröße von 0,008 bis 0,08 µm besitzen.

6. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Dicke der Rückseiteschicht 0,3 bis 3 µm beträgt.

7. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem das anorganische Pulver wenigstens aus einem Bestandteil besteht, der ausgewählt ist aus der Gruppe Lampenruß, Graphit, Wolframdisulfid, Molybdändisulfid, Bornitrid, Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, Eisen(III)-Oxid, Titandioxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid und Calciumoxid.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die groben Körner aus wenigstens einem Bestandteil bestehen, der ausgewählt ist aus der Gruppe Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Zinkoxid und Calciumoxid.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die feinen Körner wenigstens aus einem Bestandteil bestehen, der ausgewählt ist aus der Gruppe Siliciumdioxid, Calciumcarbonat und Titandioxid.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem der Binder wenigstens aus einem Bestandteil besteht, der ausgewählt ist aus der Gruppe thermoplastische Harze und warmhärtbare Harze.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem der nichtmagnetische Träger eine Dicke von 3 bis 100 µm aufweist.