DE3517439C2

DE3517439C2 - Magnetisches Aufzeichnungsband für die Bildaufzeichnung

Info

Publication number: DE3517439C2
Application number: DE3517439A
Authority: DE
Inventors: Masaharu Nishimatsu; Hiroyuki Arioka; Keiji Koga
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2005-05-15
Also published as: GB8511140D0; NL8501375A; DE3517439A1; JPS6129417A; US4780366A; GB2161722B; GB2161722A

Description

Die Erfindung betrifft ein Bildaufzeichnungsband vom Typ gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits bekannt, bei einem Bildaufzeichnungsband des oben erwähnten Typs eine magnetische Beschichtungsmasse zu verwenden, die Zusätze wie Dispergiermittel, Gleitmittel, Schleifmittel oder antistatische Mittel enthält. Diese Zusätze dienen zur Einstellung des Reibungskoeffizienten der Oberfläche der Magnetschicht (DE-OS-31 42 132).

In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 35 19 928 wird ein magnetisches Auf zeichnungsband beschrieben, das als magnetische Schicht eine ferromagne tische Metallschicht auf einer nicht-magnetischen Basis umfaßt, und bei der die Steifigkeit des Gesamtbandes eingestellt wird, um eine gute Laufstabilität des Band es zu gewährleisten.

Bei magnetischen Aufzeichnungsmedien vom Beschichtungs- Typ, bei denen ein Legierungsmagnetpulver verwendet wird, ist die Koerzitivkraft höher und die Sättigungsmagneti sierung größer als bei herkömmlichen magnetischen Auf zeichnungsmedien vom γ-Fe₂O₃-Typ oder vom mit Kobalt do tierten Typ. Folglich haben Bildaufzeichnungsbänder mit ferromagnetischer Legierung als magnetischem Material ausgezeichnete elektromagnetische Umwandlungseigenschaf ten. Bei herkömmlichen Legierungsbändern wird jedoch nur eine schwache Kontaktkraft (touch) auf einen Magnetkopf ausgeübt, was dazu führt, daß der Kopfkontakt der Bänder schlecht ist und leicht eine Schwankung der Ausgangslei stung, Laufbehinderung oder Signalausfälle auf treten.

Die Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, derartige Nachteile zu vermeiden. Da bei wurde festgestellt, daß man ein Magnetband erhalten kann, welches bei minimaler Schwankung der Ausgangslei stung, bei minimalen Verstopfungserscheinungen und einem Minimum an Signalausfällen eine ausgezeichnete Laufstabili tät aufweist, falls man bei einem magnetischen Aufzeich nungsband, bei dem eine ferromagnetische Legierungsma gnetschicht auf einem nicht-magnetischen Substrat ausge bildet ist, die Steifheit oder Biegefestigkeit des ge samten Bildaufzeichnungsbandes vom Typ mit ferromagneti scher Legierung innerhalb eines bestimmten, speziellen Bereichs einstellt.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, bei einem Bildaufzeichnungsband vom eingangs erwähnten Typ die Laufeigenschaften und die magnetischen Eigen schaften zu verbessern, insbesondere Schwankungen der Ausgangsleistung, Laufbehinderungen und Signalausfälle zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein magnetisches Auf zeichnungsband mit den im Patentanspruch angegebenen Merkmalen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Aus führungsformen erläutert.

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung zur Erläute rung der Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit der magnetischen Schicht und der rückwärtigen Beschich tung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums und des S/N-Verhältnisses;

Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläute rung der Beziehung zwischen der BET-spezifischen Ober fläche eines Legierungsmagnetpulvers und dem S/N-Verhält nis; und

Fig. 3 eine graphische Darstellung, die anhand eines erfindungsgemäßen Beispiels eines Bildaufzeich nungsbandes vom Typ mit ferromagnetischer Legierung die Beziehung zwischen der Basisfilmdicke und der Steifheit des Gesamtbandes erläutert.

Die durch obige Formel ausgedrückte Steifheit oder Biege festigkeit wird folgendermaßen erhalten. Ein Bildauf zeichnungsband vom Typ mit ferromagnetischer Legierung wird zu einem Ring geformt, wobei die magnetische Schicht des Bandes innen angeordnet ist und die Seite der Basis folie (die mit einer rückwärtigen Beschichtung versehen sein kann) außen angeordnet ist. Der Durchmesser des aus dem Band gebildeten Rings beträgt a (mm) und die Breite des Bandes beträgt b (mm). Der Bandring ist derart ange ordnet, daß die Bandoberfläche mit einem Basisabschnitt in Kontakt steht. Auf die Bandoberfläche wird oberhalb des Bandrings eine Last w (g) ausgeübt. Die Deformation in Richtung der Kraft beträgt d (mm). Anschließend wer den die jeweiligen Werte a, b, w und d in die obige For mel eingesetzt, um die Steifheit zu ermitteln.

Falls das Band derart steif ist, daß der Wert für die Steifheit 0,15 g·mm übersteigt, so kommt es leicht zu Schwankungen bei der Ausgangsleistung und zu Verstopfungs effekten oder zu Signalausfällen. In diesem Fall ist nämlich der Kopfkontakt des Bandes schlecht. Das bedeu tet, daß im Falle eines zu hohen Steifheitswertes der Kontakt des Bandes mit dem Kopf schlechter wird, was die erwähnten, unerwünschten Effekte zur Folge hat. Falls der Wert 0,15 g·mm oder weniger beträgt, ist das Band flexibel und der Kopfkontakt ist zufriedenstellend. In diesem Falle treten die oben erwähnten Schwierigkeiten nicht auf. Falls andererseits der Wert für die Steifheit des gesamten Bildaufzeichnungsbandes vom Typ mit ferroma gnetischer Legierung kleiner ist als 0,05 g·mm, so wird der Kopfkontakt zu stark. Das hat zur Folge, daß der Bandlauf erschwert wird und der Abrieb der oberen Schicht sowie das Anhaften des Bandes an dem Magnetkopf zunehmen, was unerwünscht ist. Die Steifheit liegt daher vorzugs weise in einem Bereich von 0,05 bis 0,13 g·mm, insbe sondere bevorzugt von 0,06 bis 0,11 g·mm.

Dem erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungsband vom Typ mit ferromagnetischer Legierung kann man ein anorganisches Pigment einverleiben, welches eine durchschnittliche Teilchengröße von höchstens 0,7 µm und eine Mohs-Härte von mindestens 6 aufweist. Ein Pigment mit einer Mohs- Härte von weniger als 6 neigt dazu, Schwankungen bei der Ausgangsleistung, Verstopfungen oder Signalausfälle zu verursachen. Es gewährleistet auch keinen Reinigungseffekt. Unter dem Gesichtspunkt der elektromagnetischen Umwand lungs-Ausgangsleistung ist es ferner bevorzugt, ein an organisches Pigment mit einer durchschnittlichen Teil chengröße von höchstens 0,7 µm zu verwenden. Als derarti ge anorganische Pigmente können beispielsweise eingesetzt werden TiO₂, SnO₂, SiO₂, ZrO₂, FeS₂, MgO, Cr₂O₃, Al₂O₃, Y₂O₃, CeO₂, Fe₃O₄, Fe₂O₃, ZrSiO₄, Sb₂O₅, K₂O, BeO, NiO, FeCr₂O₄, MgTiO₂, FeAl₂O₄, CaTiO₂, MnO₂, ZrSiO₄ oder ZnS.

Die Einstellung der Steifheit des ferromagnetischen Legie rungsbandes kann durchgeführt werden, indem man (1) die Dicke der Basisfolie ändert, (2) eine Basisfolie mit zweckentsprechender Flexibilität (d. h. einem niedrigen Young-Modul) verwendet, (3) für die Basisfolie eine Kom bination aus einem steifen Material auf einer Seite und einem Material mit einem niedrigen Young-Modul auf der anderen Seite verwendet, (4) die Festigkeit der ferroma gnetischen Legierungsschicht ändert, (5) eine flexible, rückwärtige Beschichtung verwendet oder (6) eine flexible Unterschicht unter der ferromagnetischen Legierungs schicht und/oder der rückwärtigen Beschichtung vorsieht oder ein Pigment einverleibt, um die ferromagnetische Legierungsschicht und/oder die rückwärtige Beschichtung zu härten.

Als Basisfolie (nicht-magnetisches Basismaterial) für das Bildaufzeichnungsband vom Typ mit ferromagnetischer Legierung kann man einen Polyester, ein Polyethylen terephthalat, einen aromatischen Polyester, ein Poly carbonat, ein aromatisches Polyamid, ein Polysulfon, ein Polyimid, ein Diacetat, Triacetat, Cellophan, ein har tes Polyvinylchlorid oder Polypropylen einsetzen. Es können auch andere Materialien zur Anwendung kommen, wie sie herkömmlicherweise für Basisfolien dieses Typs ver wendet werden.

Bei den Basismaterialien, die bei den obigen Punkten (1), (2) und (3) erwähnt wurden, kann die Steifheit ausge wählt werden, indem man den Young-Modul und die Basis foliendicke bzw. das für die Laminatbildung verwendete Basismaterial in zweckentsprechender Weise auswählt.

Die bei dem obigen Punkt (4) erwähnte Festigkeit der ma ngetischen Schicht aus ferromagnetischer Legierung kann geändert werden, indem man das Bindemittelmaterial, das Verhältnis von Magnetpulver zu Bindemittel oder den Typ und die Menge des Pigments in der ferromagnetischen Le gierungsmagnetschicht in zweckentsprechender Weise aus wählt.

Der oben erwähnte Punkt (5) kann erfüllt werden durch zweckentsprechende Auswahl des Materials für die rück wärtige Beschichtung.

Für das Verfahren gemäß dem obigen Punkt (6) kann ein durch Bestrahlung härtbares Harz als Unterschicht ver wendet werden. Als feines, teilchenförmiges Pigment kann man das gleiche anorganische Pigment verwenden, wie bei der oben erwähnten ferromagnetischen Legierungsmagnet schicht oder bei der weiter unten erwähnten, rückwärti gen Beschichtung. Ein Pigment mit einer durchschnittli chen Teilchengröße von höchstens 500 Å ist bevorzugt. Im Falle von SiO₂ ist das feine, teilchenförmige Pigment erhältlich in Form von (1) einer kolloidalen Lösung von superfeinen Teilchen von Kieselsäureanhydrid (Snowtex®, ein wäßriges System, ein Methanol-Silikasol, etc., herge stellt von Nissan Chemical Industries, Ltd.) oder (2) superfeiner, teilchenförmiger, wasserfreier Kieselsäure (Standardprodukt: 100 Å), hergestellt durch die Verbren nung von gereinigten Siliciumtetrachlorid (Aerosil®; Nippon Aerosil Co., Ltd.). Es ist ferner möglich, super feinteiliges Aluminiumoxid und Titanoxid zu verwenden. Dieses kann mittels eines Dampfphasen-Verfahrens herge stellt sein, und zwar auf die gleiche Weise wie die Super feinen Teilchen (1) für die oben erwähnte, kolloidale Lösung und die superfeine, teilchenförmige, wasserfreie Kieselsäure (2) sowie die oben erwähnten, feinen, teil chenförmigen Pigmente. Falls man Methanol-SiO₂ für die Unterschicht einsetzt, kann dieses Material so, wie es ist, appliziert werden.

Das erfindungsgemäße Bildaufzeichnungsband vom Typ ferro magnetischer Legierung kann mit einer Rückseitenschicht versehen sein. In einigen Fällen kann auch eine Deck schicht vorgesehen sein.

Die Rückseitenschicht (rückwärtige Beschichtung) enthält in solchen Fällen, in denen sie durch Beschichtung aus gebildet ist, ein anorganisches Pigment, ein organisches Bindemittel, ein Gleitmittel, ein Dispersionsmittel, ein Antistatikmittel und dergl.

Als anorganisches Pigment seien erwähnt (1) Graphit und Ruß mit elektrischer Leitfähigkeit; und (2) anorganische Füllstoffe, wie SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Cr₂O₃, SiC, CaO, CaCO₃, Zinkoxid, Goethit, α-Fe₂O₃, Talkum, Kaolin, CaSO₄, Bornitrit, Graphitfluorid, Molybdändisulfid und ZnS. Ein derartiges anorganisches Pigment sollte in einer Menge von vorzugsweise 20 bis 200 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Bindemittels, einverleibt werden, falls es sich um das elektrisch leitfähige Pigment (1) handelt, und in einer Menge von 10 bis 300 Gew.-Teilen im Falle der anorganische Füllstoffe (2). Falls die Menge des an organischen Pigments zu groß ist, kommt es nachteiliger weise zu einem Brüchigwerden des Beschichtungsfilms und die Zahl der Signalausfälle steigt an.

Als Gleitmittel für die rückwärtige Beschichtung kann man erfindungsgemäß beispielsweise Siliconöl, Fluoröl, eine Fettsäure, einen Fettsäureester, ein Paraffin, ein flüs siges Paraffin oder ein Surfaktans einsetzen, wie sie herkömmlicherweise bei der Ausbildung von rückwärtigen Beschichtungen dieses Typs verwendet werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung einer Fettsäure und/ oder eines Fettsäureesters.

Als Fettsäure seien erwähnt solche mit mindestens 12 Koh lenstoffatomen (RCOOH, wobei R eine Alkylgruppe mit min destens 11 Kohlenstoffatomen ist), wie Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Linol säure, Linolensäure oder Stearolsäure. Als Fettsäure ester kann man einen Fettsäureester einer einbasigen Fettsäure mit 12 bis 16 Kohlenstoffatomen mit einem ein wertigen Alkohol mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen einset zen oder einen Fettsäureester einer einbasigen Fettsäure mit mindestens 17 Kohlenstoffatomen mit einem einwertigen Alkohol, dessen Kohlenstoffzahl derart ist, daß zusammen mit der Anzahl der Kohlenstoffatome der Fettsäure eine Summe von 21 bis 23 erhalten wird. Es können ferner Me tallseifen der oben erwähnten aliphatischen Säuren mit Alkali- oder Erdalkalimetallen und Lecithin ebenfalls eingesetzt werden.

Als Silicon kann man ein Fettsäure-modifiziertes Silicon oder ein teilweise fluoriertes Silicon einsetzen. Als Alkohol kann man einen höheren Alkohol verwenden. Als Fluoröl kommen solche in Frage, die durch elektrophile Substitution, Telomerisation oder Oligomerisation erhal ten wurden.

Unter den Gleitmitteln kann man solche vom strahlungs härtbaren Typ mit Vorteil einsetzen, um den Transfer (die Übertragung) der Rauhigkeit von der Rückseite auf die ferromagnetische, dünne Schicht zu verhindern oder um Signalausfälle zu vermeiden oder um Unterschiede in der Ausgangsleistung zu vermeiden, die anderenfalls zwi schen der Außenseite und der Innenseite einer Spule aus einem aufgewickelten Band auftreten. Auf diese Weise ist eine on-line-Produktion möglich. Derartige strahlungs härtbare Gleitmittel umfassen Verbindungen, in deren Molekül sowohl molekulare Ketten mit Schmiereigenschaf ten als auch acrylische Doppelbindungen enthalten sind, wie Acrylate, Methacrylate, Vinylacetate, Acrylsäure amid-Verbindungen, Vinylalkoholester, Methylvinylalkohol ester, Allylalkoholester und Glyceride. Diese Gleitmit tel können durch die folgenden Strukturformeln darge stellt werden:

In den obigen Formeln bedeutet R eine geradkettige oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasser stoffgruppe mit mindestens 7 und vorzugsweise 12 bis 23 Kohlenstoffatomen, die durch Fluor substituiert sein kann. Als fluorierte Substituenten seien beispielsweise erwähnt:

C_nF_2n+1-, C_nF_2n+1(CH₂)_m- (m=1 bis 5),

Bevorzugte, spezielle Beispiele derartiger strahlungs härtbarer Gleitmittel umfassen Stearinsäure-methacrylat oder -acrylat; Methacrylat oder Acrylat von Stearyl alkohol, Methacrylat oder Acrylat von Glycerin, Meth acrylat oder Acrylat von Glykol und Methacrylat oder Acrylat von Silicon.

Falls man kein Gleitmittel einverleibt, hat die Rücksei tenschicht einen hohen Reibungskoeffizienten. Das führt zu einem Flackern des Bildes oder zu Klirrphänomenen. Da der Reibungskoeffizient unter Hochtemperatur-Laufbedin gungen besonders hoch ist, kommt es leicht zu einer Abra sion der Rückseitenbeschichtung und die Bandwicklung wird unregelmäßig.

Als organisches Bindemittel für die Rückseitenbeschich tung kann man erfindungsgemäß thermoplastische Harze ein setzen, wärmehärtende Harze oder reaktive Harze sowie Mischungen derselben, wie sie herkömmlicherweise für ma gnetische Aufzeichnungsmedien verwendet werden. Im Hin blick auf die Festigkeit der gebildeten Beschichtung ist jedoch ein Harz vom härtbaren Typ, insbesondere ein strah lungshärtbares Harz, bevorzugt.

Als thermoplastische Harze kann man solche mit einem Er weichungspunkt von höchstens 150°C, einem durchschnitt lichen Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 und einem Polymerisationsgrad von etwa 200 bis 2000 einsetzen. Er wähnt seien beispielsweise ein Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymeres (einschließlich solche, die eine Carbonsäure enthalten), ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol- Copolymeres (einschließlich solche, die eine Carbonsäure enthalten), ein Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymeres, ein Vinylchlorid-Acrylnitril-Copolymeres, ein Acrylat- Acrylnitril-Copolymeres, ein Acrylat-Vinylidenchlorid- Copolymeres, ein Acrylat-Styrol-Copolymeres, ein Meth acrylat-Acrylnitril-Copolymeres, ein Methacrylat-Vinyli denchlorid-Copolymeres, ein Methacrylat-Styrol-Copoly meres, ein Urethan-Elastomeres, ein Nylon-Siliconharz, ein Nitrocellulose-Polyamidharz, ein Polyvinylfluorid, ein Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymeres, ein Butadi en-Acrylnitril-Copolymeres, ein Polyamidharz, ein Poly vinylbutyral, ein Cellulosederivat (wie Celluloseacetat, Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Cellulosepropionat oder Nitrocellulose), ein Styrol-Butadien-Copolymeres, ein Polyesterharz, ein Chlorvinylether-Acrylat-Copolyme res, ein Aminoharz, ein synthetisches, thermoplastisches Harz vom Kautschuk-Typ oder eine Mischung derselben.

Als wärmehärtbare Harze oder reaktive Harze kann man solche einsetzen, die im Zustand der Beschichtungslösung ein Molekulargewicht von höchstens 200 000 aufweisen und die nach der Applikation und dem Trocknen beim Erhitzen eine Kondensations- oder Additionsreaktion eingehen un ter Ausbildung von Strukturen mit einem unbegrenzten Mo lekulargewicht. Unter diesen Harzen sind solche bevor zugt, die bis zu ihrer thermischen Zersetzung nicht er weichen oder schmelzen. Als spezielle Beispiele seien erwähnt ein Phenolharz, ein Epoxyharz, ein Polyurethan wärmehärtendes Harz, ein Harnstoffharz, ein Melaminharz, ein Alkydharz, ein Siliconharz, ein acrylisches Reaktiv harz, ein Epoxy-Polyamidharz, ein Nitrocellulose-Mel aminharz, ein Gemisch aus einem hochmolekulargewichtigen Polyesterharz mit einem Isocyanat-Präpolymeren, eine Mi schung von Methacrylat-Copolymeren mit einem Diisocyanat- Präpolymeren, eine Mischung eines Polyesterpolyols mit einem Polyisocyanat, ein Harnstoff-Formaldehydharz, eine Mischung aus einem niedermolekulargewichtigen Glykol/ hochmolekulargewichtigem Diol/Triphenylmethan-triiso cyanat, ein Polyaminharz oder eine Mischung derselben.

Speziell bevorzugt ist ein wärmehärtbares Harz, bei dem es sich um eine Kombination aus einem Celluloseharz (z. B. Nitrocellulose), einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinyl alkohol-Copolymeren und Urethan handelt (wobei ein Här tungsmittel verwendet wird). Gleichfalls bevorzugt ist ein strahlungshärtbares Harz, das zusammengesetzt ist aus einem Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeren (einschließlich ein solches, das eine Carbonsäure ent hält) oder einem Acryl-modifizierten Vinylchlorid-Vinyl acetat-Vinylalkohol-Copolymeren (einschließlich einem solchen, das eine Carbonsäure enthält) und einem Urethan acrylat. Als strahlungshärtbares Harz kann man zusätz lich zu der oben erwähnten, bevorzugten Kombination ein thermoplastisches Harz einsetzen, das in seinem Molekül strahlungshärtbare oder durch Bestrahlung polymerisier bare Gruppen enthält oder dem derartige Gruppen einver leibt wurden. Derartige durch Bestrahlung härtbare oder polymerisierbare Gruppen sind beispielsweise acrylische Doppelbindungen der Acrylsäure, Methacrylsäure oder de ren Esterverbindungen, enthaltend ungesättigte Doppel bindungen mit Radikalpolymerisierbarkeit, Doppelbindun gen vom Allyl-Typ von z. B. Diallylphthalat, oder unge sättigte Bindungen von z. B. Maleinsäure oder Maleinsäure derivaten. Als weitere, brauchbare Bindemittelkomponen ten seien erwähnt Acrylsäure, Methacrylsäure und Acryl amid als Monomere. Ein Bindemittel, das Doppelbindungen enthält, kann auch erhalten werden, indem man verschiede ne Polyester, Polyole, Polyurethane oder dergl. mit ei ner Verbindung modifiziert, welche eine acrylische Dop pelbindung aufweist. Ferner ist es möglich, Harze mit verschiedenen Molekulargewichten zu erhalten, indem man einen mehrwertigen Alkohol und eine mehrbasige Carbon säure je nach den Erfordernissen des Falles einverleibt. Die oben erwähnten, speziellen Beispiele stellen ledig lich einen Teil der brauchbaren strahlungsempfindlichen Harze dar. Die Harze können ferner auch in Kombination als Gemisch verwendet werden. Speziell bevorzugt ist eine Kombination, umfassend:

(A) eine Kunststoffverbindung mit einem Moleku largewicht von 5000 bis 100 000, die mindestens zwei strahlungshärtbare, ungesättigte Doppelbindungen ent hält;
(3) eine kautschukartige Verbindung mit einem Molekulargewicht von 3000 bis 100 000, die mindestens eine strahlungshärtbare, ungesättigte Doppelbindung oder keine derartige Doppelbindung enthält; und
(C) eine Verbindung mit einem Molekulargewicht von 200 bis 3000, die mindestens eine strahlungshärtbare, ungesättigte Doppelbindung enthält, wobei die jeweiligen Mengenverhältnisse von 20 bis 70 Gew.-% der Verbindung (A), von 20 bis 80 Gew.-% der Verbindung (B) und von 10 bis 40 Gew.-% der Verbindung (C) betragen.

Bei den Molekulargewichten der Polymere und Oligomere der obigen Verbindungen (A), (B) und (C) handelt es sich um das Zahlenmittel des Molekulargewichts, das nach dem folgenden Meßverfahren ermittelt wurde.

Bestimmung des durchschnittlichen Molekulargewichts eines Bindemittels durch GPC

Bei GPC (Gelpermeationschromatographie) handelt es sich um ein Verfahren zur Auftrennung von Molekülen in einer Testprobe in Abhängigkeit von ihrer Größe in einer mobi len Phase. Dabei wird ein poröses Gel, das als Molekular sieb wirkt, in eine Säule eingefüllt, in der eine Flüs sigkeitschromatographie durchgeführt wird. Für die Be rechnung eines durchschnittlichen Molekulargewichts wird ein Polystyrol mit einem bekannten Molekulargewicht als Standardprobe verwendet, und es wird eine Eichkurve her gestellt, basierend auf dessen Eluierungszeit. Auf diese Weise wird ein durchschnittliches Molekulargewicht auf der Basis von Polystyrol berechnet.

Dabei bedeutet Mn ein Zahlenmittel des Molekulargewichts, Ni die Anzahl der Moleküle mit einem Molekulargewicht von Mi in einer gegebenen Polymersubstanz.

Falls man bei der Herstellung des erfindungsgemäßen ma gnetischen Aufzeichnungsmediums ein organisches Binde mittel vom wärmehärtenden Typ verwendet, kann es während dieses Herstellungsverfahrens zu einer Übertragung des Gleitmittels in der rückwärtigen Beschichtung auf den ma gnetischen, dünnen Film kommen. Das hat unerwünschte Phänomene zur Folge. Beispielsweise kommt es durch un regelmäßigen Lauf zu einer Verringerung der Ausgangslei stung. Das Bild kann verschwinden oder das Ausmaß der Rei bung ist immer noch zu hoch. Durch die Übertragung der Rauhigkeit der Rückseite kann es dazu kommen, daß die ferromagnetische Legierungsmagnetschicht zerstört wird. Um derartige unerwünschte Phänomene zu vermeiden, kann man von Anfang an eine Deckbeschichtung vorsehen. In vie len Fällen ist jedoch eine derartige Maßnahme unter Be triebsgesichtspunkten unvorteilhaft. Im Falle eines wär mehärtenden Harzes tritt ferner ein Problem dadurch auf, daß die elektromagnetische Umwandlungscharakteristika sich ändern zwischen der Innenseite und der Außenseite der Jumborolle im Verlauf der Wärmehärtung. Die Ursache dafür ist die Übertragung (der Transfer) des Rückseiten musters der rückwärtigen Beschichtungsoberfläche, die durch das Straffziehen der Wicklung der Jumborolle wäh rend der Wärmehärtung verursacht wird.

Demgegenüber ist bei Einsatz eines strahlungshärtbaren Harzes ein kontinuierliches Härten möglich. Es findet keinerlei Transfer der Rauhigkeit der Rückseite auf die magnetische Schicht statt. Dadurch können Signalausfälle verhindert werden. Darüber hinaus kann die Strahlungs härtung on-line durchgeführt werden, was zu einer Ener gieeinsparung und zu einer Einsparung an Arbeitskräften führt. Die Herstellungskosten lassen sich somit auf diese Weise senken. Im Hinblick auf die Eigenschaften des Pro dukts sei erwähnt, daß es nicht nur möglich ist, die Si gnalausfälle zu verhindern, die durch das Straffziehen der Wicklung während der Wärmehärtungsoperation verur sacht werden. Man kann auch die Unterschiede bei der Aus gangsleistung in Längsrichtung des Magnetbandes vermei den, die als Folge der unterschiedlichen Druckbeaufschla gung der jeweiligen Abschnitte in der Richtung des Radius des aufgewickelten Bandes auftreten.

Bei diesem Verfahren kann ferner ein lösungsmittelfreies Harz, das keinerlei Lösungsmittel erfordert, ebenfalls innerhalb kurzer Zeit gehärtet werden. Ein solches Harz kann somit für die Rückseitenschicht verwendet werden.

Das für die wärmehärtenden Harze verwendete Härtungsmit tel kann ein beliebiges Härtungsmittel sein, wie es her kömmlicherweise für wärmehärtbare Harze dieses Typs ver wendet wird. Besonders bevorzugt ist ein Härtungsmittel vom Isocyanat-Typ. Als Beispiele seien erwähnte Kryspon® 4565 und 4560 Colonate® L und Takenate® XL-1007.

Als Dispersionsmittel kann man ein organisches Titan- Kupplungsmittel, ein Silan-Kupplungsmittel oder ein Sur faktans einsetzen. Als Antistatikmittel kommen verschie dene Surfaktantien in Frage. Ferner kann man herkömmli che Additive, wie Ruß, ebenfalls einverleiben.

Die Menge der oben erwähnten Additive kann von 15 bis 50 Gew.-Teile Härtungsmittel, von 1 bis 10 Gew.-Teile Gleit mittel und von 1 bis 10 Gew.-Teile Antistatikmittel, wie eines Dispersionsmittels oder eines Surfaktans, bezogen auf 100 Gew.-Teile Bindemittel, betragen.

Die Dicke der Rückseitenschicht liegt erfindungsgemäß im allgemeinen innerhalb eines Bereichs von 0,3 bis 10 µm nach der Beschichtung und Trocknung.

Falls das Gleitmittel oder das organische Bindemittel in der Rückseitenschicht (oder gegebenenfalls in der Deck beschichtung) vom strahlungshärtbaren Typ ist, kann man für die Vernetzung verschiedene Strahlenarten aus ver schiedensten Strahlenquellen verwenden. Es kommen bei spielsweise in Frage Elektronenstrahlen aus einem Strah lenbeschleuniger, γ-Strahlen, die durch Co⁶⁰ er zeugt wurden, β-Strahlen, die durch SR⁹⁰ erzeugt wurden, oder Röntgenstrahlen, die aus einem Röntgenstrahlen generator stammen, oder ultraviolette Strahlen.

Im Hinblick auf die einfache Steuerung der Absorptions dosis, der Leichtigkeit der Einführung in die Produk tionslinie oder der Abschirmung der ionisierten Strahlung ist es von besonderem Vorteil, als Strahlungsquelle einen Strahlenbeschleuniger einzusetzen und die damit erzeugte Strahlung zu verwenden.

Im Hinblick auf die Eigenschaften der Strahlung, die zur Härtung der rückwärtigen Beschichtung (und gegebenenfalls der Deckschicht) verwendet wird, ist es bevorzugt, mit einem Strahlungsbeschleuniger zu bestrahlen, dessen Be schleunigungsspannung von 100 bis 750 KV beträgt oder vorzugsweise von 150 bis 300 KV, bei einer Absorptions dosis im Bereich von 0,5 bis 20 Mrad. Unter diesen Be dingungen ist die Durchdringungskraft ausreichend.

Für die obige Strahlungshärtung kann man mit besonderem Vorteil einen Strahlungsbeschleuniger vom Niedrigdosis- Typ (ein Elektronen-Vorhang-System) einsetzen. Ein derartiges Gerät ist sehr leicht in die Bandbeschichtungs-Arbeitslinie einzuführen und die Abschirmung der sekundären Röntgen strahlen innerhalb des Beschleunigers ist leicht zu be herrschen.

Selbstverständlich kann man auch einen Beschleuniger vom Van de Graaff-Typ verwenden, wie er bisher in weitem Um fang als Strahlungsbeschleunigungsvorrichtung eingesetzt wurde.

Es ist ferner sehr wichtig, daß man die Bestrahlung der rückwärtigen Schicht (und gegebenenfalls der Deck schicht) in einem Inertgasstrom, wie Stickstoffgas, He liumgas usw., durchführt. Eine Bestrahlung in Luft ist äußerst unvorteilhaft, da O₃ erzeugt wird. Dieses dient als Radikalfänger für die in dem Polymeren erzeugten Radikale und unterbindet so unvorteilhafterweise die Ver netzungsreaktion.

Es ist daher wichtig, in der Bestrahlungszone eine Inert gasatmosphäre, wie N₂, He oder CO₂, vorzusehen, deren Sauerstoffkonzentration höchstens 5% beträgt.

Falls eine Deckschicht vorgesehen wird, kann man die Här tung auch durch ultraviolette Strahlen durchführen, in dem man der Schicht einen Photopolymerisations-Sensibili sator einverleibt.

Die magnetische Schicht besteht erfindungsgemäß aus ei ner ferromagnetischen Legierung. Geeignete Legierungen sind beispielsweise magnetische Legierungen, wie Fe-Co, Fe-Ni, Co-Ni, Fe-Rh, Fe-Cu, Fe-Au, Co-Cu, Co-Au, Co-Y, Co-La, Co-Pr, Co-Gd, Co-Sm, Co-Pt, Ni-Cu, Fe-Co-Nd, Mn- Bi, Mn-Sb, Mn-Al, Fe-Co-Cr oder Co-Ni-Cr.

Bisher hat man gewöhnlich als ferromagnetisches Pulver beispielsweise γ-Fe₂O₃, Kobalt-haltiges γ-Fe₂O₃, Fe₃O₄, Kobalt-haltiges Fe₃O₄ oder CrO₂ verwendet. Die magneti schen Charakteristika, wie die Koerzitivkraft und die maximale Restmagnetflußdichte dieser ferromagnetischen Pulver, sind jedoch für hochempfindliche Aufzeichnungen mit hoher Aufzeichnungsdichte unzureichend. Diese Pulver sind daher für Magnetaufzeichnungen eines Signals mit ei ner kurzen Aufzeichnungswellenlänge in einem Niveau von höchstens etwa 1 µm oder für die Magnetaufzeichnung mit enger Spurbreite nicht geeignet.

Im Zuge der Verschärfung der Anforderungen, die an ma gnetische Aufzeichnungsmedien gestellt werden, sind fer romagnetische Pulver mit geeigneten Eigenschaften für hohe Aufzeichnungsdichten entwickelt oder vorgeschlagen worden. Derartige ferromagnetische Pulver umfassen Me talle oder Legierungen, wie Fe, Co, Fe-Co, Fe-Co-Ni oder Co-Ni, und Legierungen dieser Metalle mit Al, Cr oder Si. Um für hohe Aufzeichnungsdichten geeignet zu sein, muß die magnetische Aufzeichnungsschicht, bei der ein solches Legierungspulver verwendet wird, eine hohe Koerzitiv kraft und eine hohe Restmagnetflußdichte aufweisen. Durch eine zweckentsprechende Auswahl des Herstellungsverfah rens oder der Legierungszusammensetzung können diese An forderungen erfüllt werden.

Von den Erfindern wurden verschiedene magnetische Auf zeichnungsmedien hergestellt, wobei verschiedene Legie rungspulver eingesetzt wurden. Es wurde festgestellt, daß ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einem ausrei chend niedrigen Rauschpegel und mit geeigneten Eigen schaften für die Kurzwellenaufzeichnung mit hoher Dichte erhalten wird, wenn die spezifische Oberfläche, bestimmt nach dem BET-Verfahren, mindestens 48 m²/g beträgt, die Koerzitivkraft der magnetischen Schicht mindestens 7,95775 × 10⁴ A/m beträgt und die Oberflächenrauhigkeit der magne tischen Schicht höchstens 0,08 µm, bestimmt als R₂₀-Wert (ein Durchschnittswert von 20 Werten), beträgt mit einem Abbruch von 0,17 mm, ermittelt nach dem Talystep-Verfah ren. Falls man eine derartige magnetische Schicht für das magnetische Aufzeichnungsmedium für die Bildaufzeich nung gemäß vorliegender Erfindung verwendet, beobachtet man als weitere, vorteilhafte Effekte, daß sich das Cinching-Phänomen (das Lockerwerden der Bandwicklung, wenn das Band abrupt abgestoppt wird), die Signalaus fälle und die Reibung weiter verringern. Es besteht ferner ein Trend dahingehend, als Basis für das Magnet band einen Kunststoffilm aus z. B. Polyethylenterephtha lat, Polyethylennaphthalat, Polyimid oder Polyamid mit einer so geringen Dicke wie etwa 11 µm oder weniger zu verwenden. Demgemäß beobachtet man eine gesteigerte Tendenz zum stärkeren Straffziehen der Bandwicklung, was wiederum dazu führt, daß die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtungsoberfläche auf die magneti sche Schicht übertragen wird und folglich die Ausgangs leistung abfällt. Solche Nachteile werden ebenfalls durch die oben erwähnte Kombination der magnetischen Aufzeich nungsschicht und der rückwärtigen Beschichtung vermieden. Bei Verwendung eines ferromagnetischen Metalls als Haupt komponente des ferromagnetischen Materials wird ferner der elektrische Widerstand der Schicht in vielen Fällen hoch, was Signalausfälle zur Folge hat. Es ist daher er forderlich, bestimmte Antistatikmaßnahmen zu treffen. Ein derartiges Problem wird jedoch erfindungsgemäß eben falls gelöst.

Der bevorzugte Bereich bei der Koerzitivkraft der oben erwähnten, magnetischen Aufzeichnungsschicht beträgt 7,95775 × 10⁴ A/m bis 15,9155 × 10⁴ A/m. Falls die Koerzitivkraft diesen Be reich übersteigt, kommt es beim Magnetkopf zu Sätti gungserscheinungen zum Zeitpunkt der Aufzeichnung, oder es wird schwierig, die Magnetisierung wieder zu löschen. Im allgemeinen wird das S/N-Verhältnis umso besser, je größer die spezifische Oberfläche des Magnetpulvers ist. Bei einer zu großen spezifischen Oberfläche verschlech tert sich jedoch die Dispergierbarkeit des magnetischen Pulvers in dem Bindemittel, oder man beobachtet keine weitere Wirkungssteigerung. Andererseits beeinflußt die Oberflächenrauhigkeit der magnetischen Aufzeichnungs schicht die Aufzeichnungsempfindlichkeit. Falls die Oberflächenrauhigkeit gering ist, nimmt die Aufzeich nungsempfindlichkeit für eine kurze Wellenlänge zu.

Magnetische Legierungen, die die obigen Eigenschaften in befriedigender Weise aufweisen, sind beispielsweise feine Pulver von Co, Fe-Co, Fe-Co-Ni oder Co-Ni, oder ein solches feines Pulver, vermischt mit Cr, Al oder Si. Ferner kann es sich um ein feines Pulver handeln, das er halten wurde durch nasse Reduktion eines Metallsalzes mit einen Reduktionsmittel, wie BH₄, ein feines Pulver, das erhalten wurde, indem man die Oberfläche von Eisen oxid mit einer Si-Verbindung beschichtet und das Produkt in H₂-Gas trocken reduziert, oder um ein feines Pulver, das erhalten wurde, indem man eine Legierung in einer Niedrigdruck-Argonatmosphäre verdampft. Das Material hat vorzugsweise ein Axialverhältnis vom 1 : 5 bis 1 : 10 und ei ne Restmagnetflußdichte Br von 0,2T bis 0,3T. Ferner sind die oben erwähnten Eigenschaften hinsichtlich der Koerzitivkraft und der spezifischen Oberfläche erfüllt.

Man kann verschiedene Bindemittel in Kombination mit dem Legierungsmagnetpulver einsetzen, um magnetische Be schichtungsmassen herzustellen. Im allgemeinen ist es bevorzugt, ein wärmehärtbares Harzbindemittel oder ein strahlungshärtbares Bindemittel zu verwenden. Als weite re Additive kann man ein Dispersionsmittel, ein Gleitmit tel oder ein Antistatikmittel entsprechend den herkömm lichen Verfahren einsetzen. Falls es wegen des Einsatzes von magnetischem Pulver mit einer BET spezifischen Ober fläche von mindestens 48 m²/g zu Problemen hinsichtlich der Dispergierbarkeit kommt, ist es empfehlenswert, ein Surfaktans, ein organisches Kupplungsmittel oder ein Silan-Kupplungsmittel als Dispergiermittel zu verwenden. Als Bindemittel kann man ein solches einsetzen, das ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres, ein Polyurethan-Präpolymeres und ein Polyisocyanat umfaßt. Es kommt ferner ein Bindemittel in Frage, das außer den genannten Bestandteilen Nitrocellulose enthält. Ferner kommen andere bekannte, wärmehärtbare Bindemittel in Fra ge sowie ein strahlungshärtbares Bindemittel, das Harz gruppen, wie acrylische Doppelbindungen oder maleinische Doppelbindungen, enthält, die gegenüber ionisierender Energie empfindlich sind.

Das Legierungsmagnetpulver wird auf herkömmliche Weise mit dem Bindemittel und einem geeigneten Lösungsmittel sowie verschiedenen Additiven vermischt, um ein magnetisches Be schichtungsmaterial herzustellen. Das Beschichtungsmate rial wird anschließend auf ein Substrat, wie eine Poly ester-Basisfolie, aufgetragen und daraufhin einer Wärme härtung oder Härtung unter Bestrahlung unterworfen, um eine magnetische Schicht auszubilden. Ferner wird eine Kalanderbehandlung durchgeführt.

Wie bereits oben im Zusammenhang mit der Rückseiten schicht erläutert, kann man bei Einsatz eines strahlungs härtbaren Bindemittels eine kontinuierliche Härtung durchführen. Dabei wird die Rauhigkeit der Rückseite nicht auf die magnetische Schicht übertragen, und man kann auf diese Weise Signalausfälle vermeiden. Darüber hinaus kann die Bestrahlungshärtung on-line durchgeführt werden, was zu einer Einsparung von Energie und Arbeits kraft bei der Herstellung führt und somit die Herstel lungskosten senkt. Man kann auf diese Weise nicht nur die Signalausfälle verhindern, die durch das Straffziehen der Bandwicklung während der Wärmehärtungsoperation auf treten. Man kann auch verhindern, daß Unterschiede bei der Ausgangsleistung in Längsrichtung des Magnetbandes auftreten, die eine Folge des unterschiedlichen Drucks sind, dem die jeweiligen Bandabschnitte im aufgewickel ten Zustand in Radiusrichtung der Rolle ausgesetzt sind. Falls die Dicke der Basisfolie 11 µm oder weniger ist und die Oberflächenhärte der magnetischen Schicht gering ist, wie im Fall eines magnetischen Metallpulvers, des sen Härte geringer ist als die des magnetischen Oxids, wie γ-Fe₂O₃, dann ist das magnetische Aufzeichnungsme dium empfindlich gegenüber Einflüssen des Straffziehens der Bandwicklung. Durch die strahlungsgehärtete, magneti sche Schicht und die rückwärtige Beschichtung kann die ser nachteilige Effekt jedoch eliminiert werden, und es ist möglich, die Unterschiede bei der Ausgangsleistung zwischen dem äußeren Bereich und dem inneren Bereich des aufgewickelten Bandes bzw. die Unterschiede bei den Si gnalausfällen in den jeweiligen Bandabschnitten zu eli minieren. Der Einsatz eines strahlungshärtbaren Binde mittels für die magnetische Schicht und die rückwärtige Beschichtung ist daher besonders bevorzugt.

Wie vorstehend beschrieben, wird erfindungsgemäß die Steifheit des gesamten Bildaufzeichnungsbandes vom Typ mit ferromagnetischer Legierung innerhalb eines bestimm ten, spezifischen Bereichs eingestellt. Auf diese Weise kann man Schwankungen bei der Ausgangsleistung, Laufbe hinderungen und Signalausfälle minimalisieren und Fehlerzustände beim Lauf, den Abrieb der Deckschicht und das Anhaften des Bandes an dem Magnetkopf verhindern.

Das erfindungsgemäß ausgebildete, magnetische Aufzeich nungsmedium kommt in erster Linie für den Einsatz als Videoband in Frage.

Ein ferromagnetisches Legierungsband gemäß der vorlie genden Erfindung, das eine Steifheit innerhalb eines spe zifischen Bereichs aufweist, stellt ein Hochleistungs band mit ausgezeichneten elektromagnetischen Umwandlungs charakteristika und mit ausgezeichneten physikalischen Ei genschaften dar. Es ist äußerst geeignet für Video- Kassettenbänder, bei denen in letzter Zeit ein bemerkens werter technischer Fortschritt eingetreten ist und die eine weite Verbreitung gefunden haben. Das erfindungsge mäße Aufzeichnungsmedium ist ferner für 8 mm-Video- Kassettenbänder geeignet, von denen in naher Zukunft ei ne Markt-Einführung erwartet wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1 (1) Ausbildung von magnetischen Schichten

Es werden verschiedene Legierungspulver hergestellt nach einem nassen Reduktionsverfahren. Diese Pulver sind zu sammengesetzt aus azikularen Teilchen mit einem Axial verhältnis (kurze Achse/lange Achse) von 1/5 bis 1/10. Sie weisen eine Restmagnetflußdichte von 0,2T bis 0,3T auf, eine Koerzitivkraft von 7,95775 × 10⁴ A/m bis 15,9155 × 10⁴ A/m und eine spezifische Oberfläche von 45 bis 70 m²/g, bestimmt nach dem BET-Verfahren. Diese magnetischen Pulver werden in den im folgenden angegebenen Mengenverhältnissen auf herkömmliche Weise vermischt, um die jeweiligen magneti schen Schichten zu erhalten.

Magnetische Schicht 1 (wärmehärtender Typ)

Gew.-Teile
Fe-Co-Ni-Legierungspulver (Hc = 1200 Oe, lange Achse: 0,4 µm, kurze Achse: 0,05 µm, BET-spezifische Oberfläche: 52 m²/g)
100
Al₂O₃ (0,3 µm)	10
Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres (VAGH; Handelsprodukt)	15
Polyurethan-Präpolymeres (Desmocol® 22; Handelsprodukt)	10
Methylethylketon/Toluol (1/1)	250
Myristinsäure	2
Sorbitanstearat	2

Zu dieser Mischung gibt man 30 Gew.-Teile Polyisocyanat (Desmodule® L; Handelsprodukt) um eine magnetische Beschich tungsmasse zu erhalten. Die magnetische Beschichtungs masse wird auf eine Polyesterfolie in einer Dicke von 3,5 µm appliziert und anschließend einer Kalanderbehand lung unterworfen.

Magnetische Schicht 2 (strahlungshärtbarer Typ)

Es wird das gleiche magnetische Legierungspulver und die gleiche Basis verwendet wie für die magnetische Schicht 1. Die folgende Mischung wird auf eine Polyesterfolie in einer Dicke von 3,5 µm appliziert und einer Elektronen strahlen-Härtung sowie einer Kalanderbehandlung unter worfen.


Gew.-Teile
Fe-Co-Ni-Legierungspulver
100
Cr₂O₃ (0,7 µm)	5
Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres (VAGH)	15
Polyvinylbutyralharz	10
Urethan mit eingeführter acrylischer Doppelbindung	10
Methylethylketon/Toluol (50/50)	250

(2) Ausbildung; von rückwärtigen Beschichtungen Rückwärtige Beschichtung 1 (wärmehärtender Typ)

Die folgende Mischung wird gründlich vermischt und aufge löst bzw. dispergiert.


Gew.-Teile
Zinksulfid, 80 mµm
200
Härtungsmittel: Colonate® L	20
Gleitmittel: Stearinsäure-modifiziertes Silicon	4
Butylstearat	2
Nitrocellulose	40
Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres (S-lec A; Handelsprodukt)	30
Polyurethan-Elastomeres (Essen® 5703; Handelsprodukt)	30
Lösungsmittelgemisch (MIBK/Toluol)	250

Das auf diese Weise hergestellte Beschichtungsmaterial wird auf eine Polyesterfolie mit einer Dicke von 15 µm appliziert und das Lösungsmittel verdampft. Dazu wird eine Infrarot-Lampe oder heiße Luft verwendet. Dann wird der beschichtete Film einer Oberflächenglättungsbehand lung unterworfen und daraufhin in aufgewickeltem Zustand in einem bei 80°C gehaltenen Ofen 48 h aufbewahrt, um die Vernetzungsreaktion durch das Isocyanat zu fördern.

Rückwärtige Beschichtung 2 (strahlungshärtbarer Typ)

Gew.-Teile
Zinksulfid (50 mµm)
30
Ruß	25
Acryl-modifiziertes Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres mit einem Molekulargewicht von 30 000	40
Acryl-modifiziertes Polyurethan-Elastomeres mit einem Molekulargewicht von 20 000	40
polyfunktionelles Acrylat mit einem Molekulargewicht von 1000	20
Stearinsäure	4
Butylstearat	2
Lösungsmittelgemisch (MIBK/Toluol)	250

Das Gemisch der obigen Zusammensetzung wird 5 h in einer Kugelmühle dispergiert und die dispergierte Mischung auf die rückwärtige Oberfläche der Polyesterfolie aufgetra gen, auf der bereits eine magnetische Schicht ausgebil det wurde. Die Beschichtung erfolgt derart, daß die Dicke der rückwärtigen Schicht nach dem Trocknen 1,5 µm beträgt. Anschließend wird die rückwärtige Schicht mit Elektronenstrahlen in einer Stickstoffgasatmosphäre be strahlt. Dazu wird ein Elektronenstrahl-Beschleuniger vom Elektronen-Vorhang-Typ verwendet, bei einer Beschleu nigungsspannung von 150 KeV, einem Elektrodenstrom von 10 mA und einer Absorptionsdosis von 5 Mrad.

Rückwärtige Beschichtung 3

Gew.-Teile
CaCO₃ (80 mµm)
50
Acryl-modifiziertes Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres, MG 30 000	30
Acryl-modifiziertes Polyurethan-Elastomeres, MG 50 000	30
Acryl-modifiziertes Phenoxyharz, MG 35 000	20
polyfunktionelles Acrylat, MG 500	20
Stearinsäure	4
Lösungsmittel (MEK/Toluol = 1/1)	300

Das obige Gemisch wird auf die obige Weise behandelt und appliziert.

Bei einem Legierungsband sind selbst feine Signalausfälle problematisch. Demgemäß ist es äußerst wichtig, daß die Beschichtung zäh ist und keinen Abrieb zeigt und daß die Signalausfälle minimal sind.

Die Oberflächenrauhigkeit des Videobandes, bei dem eine Kombination der obigen magnetischen Schicht 2 und der rückwärtigen Beschichtung 2 vorliegt, wurde untersucht.

Fig. 1 zeigt das S/N-Verhältnis (Relativwert) für einen Fall, bei dem das Videoband mit einer Geschwindigkeit von 3,8 m/sec betrieben wird und die Aufzeichnung und Wieder gabe mit einer Hauptfrequenz von 5 MHz durchgeführt wur den. Die den Kurven zugeordneten Zahlen geben die Ober flächenrauhigkeit der magnetischen Schichten an. Aus der Fig. 1 wird deutlich, daß das S/N-Verhältnis bei einem hohen Niveau gehalten werden kann, falls die Oberflächen rauhigkeit der magnetischen Schicht höchstens 0,08 µm beträgt und die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung höchstens 0,6 µm beträgt. Das gleiche gilt für andere Kombinationen. Falls das anorganische Pigment eine Teilchengröße aufweist, die 0,7 µm übersteigt, fin det man eine unerwünschte Reduktion der Oberflächenrauhig keit der rückwärtigen Beschichtung.

Bei dem obigen Videoband wurde die Beziehung zwischen der BET spezifischen Oberfläche des Legierungspulvers und dem S/N-Verhältnis untersucht, und zwar innerhalb des Berei ches, in dem die Oberflächenrauhigkeit der magnetischen Schicht höchstens 0,08 µm beträgt und die Oberflächen rauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung 0,05 bis 0,6 µm beträgt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 2 dargestellt. In diesem Fall wurde 55 dB als Bezug vier wendet. Aus Fig. 2 wird deutlich, daß ausgezeichnete Eigenschaften erhältlich sind, falls der BET-Wert minde stens 48 m²/g beträgt. Das gleiche gilt im Falle anderer Kombinationen.

Im folgenden sollen spezifische Beispiele für die Ein stellung der Steifheit des Bildaufzeichnungsbandes vom Typ mit ferromagnetischer Legierung gemäß vorliegender Erfindung erläutert werden.

1. Einstellung der Steifheit durch Änderung der Dicke der Basisfolie

Bei dem ferromagnetischen Legierungsband 1 kann die Steif heit eingestellt werden durch Veränderung der Dicke der Basisfolie aus gerecktem Polyester (Young-Modul 800 kg/ mm²), wobei die magnetische Schicht 2 µm dick ist. Bei spielsweise wurde die Dicke der Basisfolie aus dem ge reckten Polyester für die ferromagnetische Legierungs magnetschicht in der Kombination aus der ferromagneti schen Legierungsmagnetschicht 1 und der rückwärtigen Be schichtung 2 auf Werte von 11, 10, 5, 10, 9,5, 7, 6, 4 und 3 µm eingestellt, wobei die in Fig. 3 gezeigte Än derung in der Steifheit beobachtet wird.

Weitere Eigenschaften der Magnetbänder sind in Tabelle 1 angegeben.

Aus Tabelle 1 wird deutlich, daß dann, wenn die Steif heit 0,15 übersteigt, bei den Eigenschaften im anfängli chen Stadium der Kopfkontakt schlecht ist und die Schwan kungen der Ausgangsleistung sowie die Laufbehinderung zunehmen. Folglich ist die Anzahl der Signalausfälle groß. Das Band haftet nur minimal an dem Kopf. Die Lauf behinderung und die Schwankungen der Ausgangslei stung müssen somit dem schlechten Kopfkontakt zugeschrie ben werden.

Falls andererseits die Steifheit kleiner ist als 0,05, nimmt die Reibung zu und der Lauf wird instabil. Die Schwankungen der Ausgangsleistung nehmen zu und der Kopf kontakt ist derart stark, daß die Behinderung leicht ein tritt. Die Anzahl der Signalausfälle ist folglich groß. Aufgrund der hohen Reibung wurde das Band während des zweiten Laufs gestoppt.

Durch Einstellung der Steifheit auf ein Niveau innerhalb eines Bereichs von 0,15 bis 0,05 ist es somit möglich, ein Aufzeichnungsmedium zu erhalten, das überlegene elek tromagnetische Umwandlungscharakteristika und hervorra gende physikalische Eigenschaften hat. Vorzugsweise ist die Steifheit von 0,13 bis 0,05, insbesondere bevorzugt von 0,11 bis 0,06.

2. Einstellung der Steifheit durch Änderung des Young- Moduls der Basisfolie

(1) (i) Die Basisfolie mit einer Dicke von 11,0 µm wird ersetzt durch eine Polyesterbasisfolie vom ausgewo genen Typ mit einem Young-Modul von 400 kg/cm². Auf die se Weise wird die Steifheit auf 0,09 g·mm eingestellt.
(2) Die Basisfolie mit einer Dicke von 11,0 µm von (i) wird ersetzt durch eine Polyesterbasisfolie vom ge reckten Typ mit einem Young-Modul von 300 kg/mm². Auf diese Weise wird die Steifheit auf 0,07 g·mm eingestellt.

Die gemäß (1) und (2) erhaltenen Bänder zeigen eine Schwankung der Ausgangsleistung von 0,2 dB. Es tritt keine Laufbehinderung auf. Die Anzahl der Signalausfälle ist nicht höher als 20, was für überlegene Eigenschaften spricht. Ferner findet man eine ausgezeichnete Lauf- Dauerhaftigkeit.

3. Einstellung der Steifheit unter Verwendung einer lami nierten Basisfolie

Die Basisfolie mit einer Dicke von 11,0 µm gemäß (i) wird ersetzt durch eine laminierte Basisfolie. Diese um faßt eine Polyesterbasisfolie vom ausgewogenen Typ mit einem Young-Modul von 400 kg/cm² und ein Polypropylen mit einem Young-Modul von 200 kg/cm². Auf diese Weise wird die Steifheit auf 0,07 g·mm eingestellt. Mit der Verringe rung der Steifheit geht eine Minimalisierung der Schwan kung der Ausgangsleistung einher. Man beobachtet keine Lauf behinderung und die Anzahl der Signalausfälle ist mini mal.

4. Die Steifheit der Kombination von magnetischer Schicht 2 (2 µm)/Basisfolie (11 µm) beträgt 0,17 g·mm. Die magne tische Schicht 2 wird durch eine Masse ersetzt, die 15 Gew.-Teile Vinylchlorid und 17 Gew.Teile Urethan umfaßt. Auf diese Weise wird die Steifheit auf 0,14 g·mm gebracht. Man erhält zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich der Schwankung der Ausgangsleistung, Laufbehinderung und Signalausfälle. Falls man die Basisfolie durch eine Folie vom ausgewogenen Typ mit einem Young-Modul von 400 kg/cm² ersetzt, wird die Steifheit auf 0,07 g·mm gebracht. In diesem Fall erhält man noch bessere Ergebnisse.

Ähnliche Ergebnisse wurden erhalten durch Änderung von Menge und Typ des anorganischen Füllstoffs.

5. Einstellung der Steifheit unter Verwendung eines flexiblen Materials für die rückwärtige Beschichtung

Eine Kombination aus einer ferromagnetischen Legierungs- Magnetschicht 1 (3 µm)/Polyesterbasisfolie (10 µm) (super gereckt, Young-Modul = 800 kg/cm²) mit einer Zink enthal tenden, rückwärtigen Beschichtung, ausgebildet durch Dampfabscheidung unter einem Vakuum von 5 × 10^-6 Torr, und mit Stearinsäure, die darauf durch ein Dampfabschei dungsverfahren fixiert ist, hat beispielsweise eine Steifheit von 0,17 g·mm. In diesem Falle beobachtet man wesentliche Schwankungen bei der Ausgangsleistung, Laufbehinderungen und Signalausfälle. Ein derartiges Band ist somit hinsichtlich dieser Eigenschaften unzu reichend.

Falls man die obige rückwärtige Beschichtung ersetzt durch eine rückwärtige Beschichtung 1, erhält man eine Steifheit von 0,14 g·mm. In diesem Falle beobachtet man hinsichtlich Schwankungen der Ausgangsleistung, Laufeigenschaften und Signalausfällen zufriedenstellende Ergebnisse. Die Basisfolie wurde ferner ersetzt durch eine solche vom ausgewogenen Typ mit einem Young-Modul von 400 kg/cm². Dabei wird die Steifheit zu 0,07 g·mm. In diesem Fall werden noch bessere Ergebnisse erhalten.

Ähnliche Ergebnisse können erhalten werden, indem man die Dicke der rückwärtigen Beschichtung ändert.

6. Andere Verfahren

(1) Dicke oder Festigkeit der ferromagnetischen Le gierungs-Magnetschicht.
(2) Eine flexible Unterschicht wird unterhalb der ferromagnetischen Legierungs-Magnetschicht und/oder unter halb der rückwärtigen Beschichtung vorgesehen oder es wird ein Pigment zur Versteifung einverleibt.

In diesem Fall kann ein strahlungshärtbares Harz für die Unterschicht eingesetzt werden. Ferner können anorgani sche Füllstoffe oder feinteilige Pigmente eingesetzt werden, wie sie auch für die rückwärtige Beschichtung oder eine andere Beschichtung verwendet werden, z. B. SiO₂, ZrO₂, Cr₂O₃, Al₂O₃, Y₂O₃, CeO₂, Fe₃O₄, Fe₂O₃, ZrSiO₄, Sb₂O und TiO₂. Diese Materialien können hergestellt wer den nach herkömmlichen Verfahren in der Dampfphase, in fester Phase oder in flüssiger Phase oder auf elektroly tischem Wege. Im Falle von SiO₂ sind feinteilige Pigmente erhältlich in Form von (1) einer kolloidalen Lösung von superfeinen Teilchen von Kieselsäureanhydrid (Snowtex®, ein wäßriges System, ein Methanol-Kieselsäure-Sol, etc., hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd.) oder (2) superfeines, teilchenförmiges, wasserfreies Silika (Standardprodukt: 100 Å), hergestellt durch Verbrennen von gereinigtem Siliciumtetrachlorid (Aerosil®, herge stellt von Nippon Aerosil Co., Ltd.).

Man kann ferner superfeines, teilchenförmiges Aluminium oxid und Titanoxid einsetzen. Diese Oxide können nach einem bekannten Verfahren in das Gasphase hergestellt sein, und zwar auf ähnliche Weise wie oben im Zusammen hang mit der kolloidalen Lösung von superfeinen Teil chen (1) und dem superfeinen, teilchenförmigen, wasser freien Silika (2) sowie den oben erwähnten, feinen, teilchenförmigen Pigmenten erwähnt.

Falls man Methanol/SiO₂ als Unterschicht einsetzt, kann dieses Material so, wie es ist, appliziert werden.

Das feine, teilchenförmige Pigment umfaßt vorzugsweise 1000 bis 1 000 000 Teilchen/100 µm².

(3) Man kann den Young-Modul auch dadurch einstel len, daß man die obigen feinen, teilchenförmigen Pigmen te der Deckbeschichtung einverleibt.

Diese Maßnahme ist ebenfalls anwendbar bei der rückwär tigen Beschichtung 3.

Der strahlungshärtbare Typ ist deshalb bevorzugt, weil in diesem Fall kein wesentlicher Unterschied bei den elektromagnetischen Umwandlungscharakteristika zwischen der Innen- und der Außenseite der Jumborolle auftritt.

Die verschiedenen Eigenschaften wurden folgendermaßen bestimmt.

1. Steifheit

Die Steifheit wird durch die folgende Formel ausgedrückt:

dabei bedeutet

w - Last (g)
a - Durchmesser des Bandrings (mm)
b - Breite des Bandes (mm)
d - Deformation des Bandrings (mm)

2. Schwankungen der Ausgangsleistung

Die Aufzeichnung und Wiedergabe werden durchgeführt bei einer Hauptfrequenz von 5 MHz. Dabei werden die Schwan kungen der Ausgangsleistung gemessen.

3. Signalausfälle

Unter Verwendung eines VHS-Decks bei 20°C unter einer re lativen Feuchtigkeit von 60% wird ein einzelnes Signal von 5 MHz aufgezeichnet und wiedergegeben. Dabei wird die Anzahl der Proben bestimmt, bei denen das wiederge gebene Signal um mindestens 18 dB unter den Durchschnitts wiedergabepegel abfällt, und zwar während mindestens 15 µsec. Die Zählung wird an 10 Proben jeweils während 1 min durchgeführt. Die Durchschnittszahl wird als Zahl der Signalausfälle angegeben.

4. Kantenschäden

Beschädigungen der Bandkanten nach 50 Läufen des Bandes werden mit bloßem Auge bewertet.

Claims

Bildaufzeichnungsband des Typs, bei dem eine magnetische Schicht aus einem ferromagnetischen Legierungspulver in einem Bindemittel auf einer nicht-magne tischen Basisfolie als Substrat vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß es die fol genden Merkmale aufweist:
Die magnetische Schicht enthält ein anorganisches Pigment mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von höchstens 0,7 µm und einer Mohs- Härte von mindestens 6,
das Band weist eine Rückseitenbeschichtung auf, die ein anorganisches Pigment enthält, wobei das Band unterhalb der Rückseitenbeschichtung eine flexible Unterschicht aufweist und in der flexiblen Unterschicht ein Pigment mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von höchstens 50 nm enthält; und die Steifheit des Gesamtbandes entspricht der folgenden Formel: w: Last (g)
a: Radius (mm) des Bandrings
b: Breite (mm) des Bandes
d: Deformation (mm) des Bandrings