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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bandkassette,
insbesondere eine Bandkassette, die es ermöglicht, das während
des Aufzeichnens und Abspielens auftretende
Modulationsrauschen zu reduzieren.
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Das Modulationsrauschen ist ein Problem bei verschiedenen
Arten von Magnetbandkassetten, und das Modulationsrauschen
tritt infolge eines schlechten Kontakts zwischen einem
laufenden Band und einem Magnetkopf und einer äußeren
Schwingung auf, die von einer Vorrichtung her, die außerhalb
der Magnetband-Kassette angeordnet ist, auf das laufende
Band und den Magnetkopf zur Einwirkung gelangt.
Herkömmlicherweise hat man das durch schlechten Kontakt
hervorgerufene Modulationsrauschen untersucht, und das
Modulationsrauschen kann durch eine Verbesserung der Magnetbandkassette
unterdrückt werden.
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Die die JP-A-59-117768 betreffende Literaturstelle Patent
Abstracts of Japan, Band 8, Nr. 245 (P-312) [1682],
10. November 1984, beschreibt eine Bandkassette, die ein
Kassettengehäuse umfaßt, das aus einem komplexen Material
(Styrol-Harz wie Hi-PS-Harz, Gp-PS-Harz, AS-Harz, ABS-Harz
oder dergleichen) hergestellt ist, das mit 40 bis 80 Gew.-%,
bezogen auf das Kunstoffmaterial, eines Füllstoffs vermischt
ist, der aus ZnO, BaSO&sub4;, PbSO&sub4; oder dergleichen hergestellt
ist. Dies wird im Oberbegriff des Patentanspruchs
wiedergegeben.
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Die DE-A-21 19 719 offenbart ein thermoplastisches Harz,
insbesondere ein spezielles Polyethylen, das anorganische
Füllstoffe enthält. Die Schallabsorptions-Eigenschaften von
Calciumsulfit und ein Treibmittel enthaltendem Polyethylen
hoher Dichte werden als ausgezeichnet angegeben.
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Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das
Modulationsrauschen zu unterdrücken, das infolge der äußeren
Schwingung auftritt. Beispielsweise wird die Schwingung
eines in einem Bandaufzeichnungsgerät angeordneten Motors
mittels des Gehäuses des Bandaufzeichnungsgeräts in ein
Kassettengehäuse übertragen, was zur Folge hat, daß die
übertragene Schwingung zu einer Schwingung des laufenden
Bandes mit einer geringen Breite führt und ein
Modulationsrauschen sich einem aufzuzeichnenden und abzuspielenden
Signal überlagert. Der Reduktion des durch die äußere
Schwingung hervorgerufenen Modulationsrauschens hat man
bislang keine Beachtung geschenkt; im allgemeinen hat man
jedoch das Modulationsrauschen dadurch verhindert, daß die
Quelle für die Schwingung wie der Motor etc. mit einer
Unterlage zur Verhinderung der Schwingung zur Verhinderung
einer Übertragung der Schwingung auf das Kassettengehäuse
versehen wird.
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Mittels des obengenannten Verhinderungs-Verfahrens läßt sich
das Modulationsrauschen des Band-Aufzeichnungsgeräts in
gewissem Maße abschwächen, jedoch reicht dieses Verfahren zu
einer Unterdrückung des Modulationsrauschens nicht aus, und
ein anderes Verfahren zur Verhinderung des
Modulationsrauschens sollte bei der Magnetbandkassette selbst angewandt
werden.
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Im allgemeinen hängt die Dämpfung der mechanischen
Schwingung von den Materialien der Schwingungsquelle, dem
übertragenden Glied und der Bandkassette ab. Die zu dem
Modulationsrauschen führende äußere Schwingung wird durch die
Bandkassette auf das in der Bandkassette angeordnete Band
übertragen.
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Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
eine Bandkassette bereitzustellen, die ein von einer äußeren
Schwingung herrührendes Modulationsrauschen zu unterdrücken
vermag, die jedoch die gleiche Weichheit und Härte wie eine
konventionelle Bandkassette besitzt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Bandkassette
bereitgestellt, wie sie in dem Patentanspruch definiert ist.
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Dementsprechend bewirkt das im Anspruch genannte Kunststoff-
Material eine größere Phasendifferenz zwischen einer
dynamischen Verzerrung und einer Spannungsbelastung, die auftritt,
wenn die Spannungsbelastung auf das Bandkassettengehäuse
einwirkt, und der Füllstoff führt zu nahezu dem gleichen
komplexen Elastizitätsmodul wie dem komplexen
Elastizitätsmodul eines konventionellen Kassettengehäuses, was zur Folge
hat, daß ein steilerer Anstieg des komplexen
Elastizitätsmoduls E&sub1; zu einem größeren dynamischen Verlust Eb führt,
wie dies in der gestrichelten Linie der Fig. 4 dargestellt
ist. Aus diesem Grunde kann die Bandkassette der
vorliegenden Erfindung verhindern, daß ein in der Bandkassette
angeordnetes laufendes Band schwingt, weil eine äußere
Schwingung in der Bandkassette gedämpft wird, und die Bandkassette
vermag auch ein durch die äußere Schwingung erzeugtes
Modulationsrauschen zu reduzieren.
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Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung einer Frequenz-
Charakteristik des Modulationsrauschens einer
konventionellen Magnetbandkassette und einer Magnetbandkassette einer
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung einer
Schwingungsfrequenz-Charakteristik des dynamischen Verlusts der
Magnetbandkassetten der Ausführungsform, eines Vergleichsbeispiels
und des konventionellen Beispiels;
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Fig. 3 zeigt eine Darstellung des prinzipiellen Aspekts
eines Test-Verfahrens für das Modulationsrauschen; und
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Fig. 4 zeigt ein Vektor-Diagramm der Beziehung zwischen dem
komplexen Elastizitätsmodul und dem dynamischen Verlust.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kassettengehäuse
aus einem Material aus einem komplexen, mit einem Füllstoff
gemischten Kunststoff-Material hergestellt. Zur Reduzierung
einer äußeren Schwingung einer Magnetbandkassette, die durch
Übertragung von einem in einem Bandaufzeichnungsgerät
angeordneten Motor etc. auf eine Magnetbandkassette erzeugt
wird, wird das komplexe Kunststoff-Material aus einer
Mischung auf der Basis eines aus Polypropylen bestehenden
Kunststoffs und 45 bis 65 Gew.-% eines Füllstoffs, bezogen
auf das Gewicht des Kunststoff-Materials, in Teilchenform
hergestellt, der aus Calciumcarbonat oder Bariumsulfat
besteht. Das Kassettengehäuse der Ausführungsform kann im
Bereich einer Schwingungsfrequenz von 0,1 Hz bis 1000 Hz
einen dynamischen Verlust von mehr als 1 · 10&sup8; N/m
(1 · 10&sup9; dyn/cm²) haben.
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Der Grund dafür, daß der Mischungsanteil des Füllstoffs im
Bereich von 45 bis 65 Gew.-% der Kunststoff-Basis liegt, ist
folgender: In dem Fall, in dem der Mischungsanteil kleiner
als 45 Gew.-% ist, kann die Kassette oft zerbrechen;
andererseits kann es vorkommen, daß in dem Fall, in dem der
Mischungsanteil größer als 65 Gew.-% ist, beim Vorgang des
Formens in eine bestimmte Gestalt das Kunststoff-Material
die Preßform fegen der geringeren Fließfähigkeit des
Kunststoffmaterials nicht in zufriedenstellender Weise ausfüllt,
was dazu führt, daß Probleme bei dem Fertigungsverfahren und
der Fertigungstechnik auftreten.
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Weiterhin ist bekannt, daß im Bereich einer
Schwingungsfrequenz oberhalb von 3000 Hz kein Dämpfungseffekt des
Modulationsrauschens infolge eines Unterschieds der
Kunststoff-Materialien mehr auftritt. Die schwingenden Glieder
wie ein in einem Bandaufzeichnungsgerät angeordneter Motor
etc. schwingen oft bei einer Schwingungsfrequenz von weniger
als 1000 Hz.
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Das Kunststoff-Material ist nicht härter als Styrol und
Polyethylen, die konventionelle und allgemeine Materialien
für die Bildung von Gehäusen sind; aus diesem Grunde gibt
es, wenn eine periodische und dynamische Verzerrung ε(t)
infolge der obenerwähnten äußeren Schwingung auftritt, eine
Phasendifferenz δ zwischen der dynamischen Verzerrung ε(t)
und der Antwort der Spannungsbeanspruchung σ(t), wie sie in
Fig. 3 dargestellt ist, worin die Phasendifferenz umso
größer ist, je größer die auftretende dynamische Verzerrung
ist. Das mit dem Füllstoff vermischte Kunststoff-Material
hat die gleiche Härte wie das konventionelle Material zur
Gehäuse-Bildung und einen höheren Elastizitätsmodul als das
die Basis bildende Kunststoff-Material ohne Füllstoff. Somit
hat die aus dem mit dem Füllstoff vermischten Kunststoff-
Material hergestellte Magnetbandkassette sowohl eine
angemessene Weichheit als auch eine angemessene Härte, was zu
dem Ergebnis führt, daß die äußere Schwingung wirksam
gedämpft werden kann und das Modulationsrauschen vermindert
werden kann.
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Wenn eine periodisch variierte Spannungsbeanspruchung σ(t)
auf das Kassettengehäuse einwirkt, tritt als Antwort darauf
in dem Kassettengehäuse eine dynamische Verzerrung ε(t) auf,
worin der komplexe Elastizitätsmodul E&sub1; aus einem
dynamischen Elastizitätsmodul Ea und einem dynamischen Verlust Eb
zusammengesetzt ist und durch die folgende Gleichung
dargestellt wird.
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E&sub1; = σ(t) / ε(t) = Ea +
Eb (1).
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Darüber hinaus ist der Zusammenhang zwischen dem komplexen
Elastizitätsmodul E&sub1;, dem dynamischen Elastizitätsmodul Ea
und dem dynamischen Verlust Eb in Fig. 4 graphisch
dargestellt. Der dynamische Verlust Eb wird durch die folgende
Gleichung angegeben.
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Eb = E&sub1; sin δ (2).
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Wenn der dynamische Verlust Eb größer ist, kann die äußere
Schwingung wirksam reduziert werden; dementsprechend kann
die Dämpfungsrate des Kassettengehäuses verbessert werden,
wenn der komplexe Elastizitätsmodul E&sub1; und die
Phasendifferenz δ größer sind.
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Das Prüfverfahren und das Prüfungsergebnis werden hiernach
im einzelnen beschrieben.
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung
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Ein Füllstoff in Form von Calciumcarbonat-Teilchen wurde in
einer Menge von 55 Gew.-% einer Kunststoff-Basis in die aus
Polypropylen bestehende Kunststoff-Basis eingemischt. Dann
wurde die mit dem Füllstoff vermischte Kunststoff-Basis mit
Hilfe einer Spritzguß-Formvorrichtung zu einer
Magnetbandkassette zum Aufnehmen und Abspielen eines Audiosignals
geformt.
Vergleichsbeispiel
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Zum Vergleich der obenbeschriebenen Ausführungsform wurde
ein Füllstoff in Form der obenbeschriebenen
Calciumcarbonat-Teilchen in einer Menge von 20 Gew.-% einer Kunststoff-
Basis in die aus Styrol-Harz bestehende Kunststoff-Basis
eingemischt. Dann wurde die mit dem Füllstoff vermischte
Kunststoff-Basis in ähnlicher Weise wie oben zu einer
Magnetbandkassette geformt.
Konventionelles Beispiel
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Eine aus Styrol allein bestehende Kunststoff-Basis wurde in
ähnlicher Weise wie oben zu einer Magnetbandkassette
geformt.
Prüfverfahren
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Die obenbezeichneten Kassettengehäuse der Ausführungsform,
des Vergleichsbeispiels und des konventionellen Beispiels
wurden wie folgt geprüft.
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Zunächst wurde, wie in Fig. 3 dargestellt ist, der End-Teil
der Probe fixiert, und an die Proben wurde eine Spannung
angelegt, so daß eine Anfangs-Verzerrung Ls entstand. Dann
wurde eine andere Spannung angelegt, die eine Schwingungs-
Verzerrung in Form einer Sinus-Kurve mit dem Mittelpunkt der
Anfangs-Verzerrung Ls erzeugte, und die durch die
obenangelegte Spannung erzeugte Schwingungs-Verzerrung wurde
gemessen. Danach wurden der komplexe Elastizitätsmodul E&sub1;, der
der dynamische Verlust Eb und dynamische Elastizitätsmodul
Ea mit Hilfe eines Rechners aus den Meßwerten berechnet. Das
obige Verfahren wurde unter Veränderung der
Schwingungsfrequenz im Bereich von 0,1 Hz bis 1000 Hz durchgeführt.
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Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung, die durch
Auftragen der mittels des obigen Verfahrens erhaltenen
Rechenergebnisse erhalten wurde. In der Frequenz-Charakteristik
der Fig. 2 bezeichnet die Abszissen-Achse die Schwingungs-
Frequenz (Hz) und die Ordinaten-Achse den dynamischen
Verlust Eb (N/m² (dyn/cm²)). Bei allen aufgetragenen Werten
bezeichnen die Daten der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, die Daten des Vergleichsbeispiels und x die
Daten des konventionellen Beispiels.
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Aus der Frequenz-Charakteristik der Fig. 2 ist folgendes zu
entnehmen: Die Werte des dynamischen Verlusts E*b des
konventionellen Beispiels haben einen Mittelwert von 3 · 10&sub7; N/m²
(3 · 10&sup8; dyn/cm²) und eine abnehmende Charakteristik der
Schwingungs-Frequenz mit einer Zunahme oder Abnahme der
Schwingungs-Frequenz des Mittelwertes des dynamischen
Verlusts Eb. Die Werte des dynamischen Verlusts Eb des
Vergleichsbeispiels haben einen Mittelwert von 5 · 10&sup7; N/m²
(5 · 10&sup8; dyn/cm²) und ebenfalls eine abnehmende
Charakteristik der Schwingungs-Frequenz mit einer Zunahme oder Abnahme
der Schwingungs-Frequenz des Mittelwertes des dynamischen
Verlusts Eb. Im Gegensatz hierzu liegen die Werte des
dynamischen Verlusts Eb der Ausführungsform gemäß der
vorliegenden Erfindung im Bereich von 10&sup8; bis 2 · 10&sup8; N/m² (10&sup9; bis
2 · 10&sup9; dyn/cm²) und haben einen Mittelwert von etwa
1,3 · 10&sup8; N/m² (1,3 · 10&sup9; dyn/cm²). Dieses Ergebnis zeigt,
daß die erfindungsgemäße Ausführungsform einen dynamischen
Verlust Eb hat, der mehr als viermal so groß ist wie der
dynamische Verlust Eb des konventionellen Beispiels und der
auch mehr als zweieinhalbmal so groß ist wie der dynamische
Verlust Eb des Vergleichsbeispiels. Dies bedeutet, daß die
äußere Schwingung in wirksamer Weise durch die
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung gedämpft werden kann.
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Die spezifischen Gewichte jeder der Proben des
konventionellen Beispiels, des Vergleichsbeispiels und der
erfindungsgemäßen Ausführungsform betrugen weiterhin 1,04, 1,2 bzw.
1.4. Darüber hinaus wurden die Kassettengehäuse, die aus
der aus Polypropylen bestehenden Kunststoffbasis im Gemisch
mit 45 bis 65 Gew.-% des Füllstoffs hergestellt worden
waren, mittels des obenangegebenen Prüfverfahrens
untersucht, und ähnliche Ergebnisse des dynamischen Verlusts
wurden für jede der Proben erhalten.
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Danach wurden die Akustik-Kenndaten der Ausführungsform und
des konventionellen Beispiels gemessen, um die Auswirkung
des dynamischen Verlusts Eb auf das Modulationsrauschen zu
belegen. Fig. 1 zeigt eine Frequenz-Kennlinie des Wertes
des Modulationsrauschens sowohl der Ausführungsform gemäß
der vorliegenden Erfindung als auch des konventionellen
Beispiels. In Fig. 1 gibt die durchgezogene Linie die
Frequenz-Kennlinie des Wertes des Modulationsrauschens der
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wieder, und
die gestrichelte Linie gibt die Frequenz-Kennlinie des
Wertes des Modulationsrauschens des konventionellen
Beispiels an. Aus den Frequenz-Kennlinien der Fig. 1 ist zu
ersehen, daß innerhalb des Frequenzbereichs von 850 Hz bis
1150 Hz der Wert des Modulationsrauschens der
erfindungsgemäßen Ausführungsform innerhalb eines Bereichs von 5 dB
bis 10 dB niedriger ist, als der Wert des
Modulationsrauschens des konventionellen Beispiels.
Andere Ausführungsformen
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In der obenbeschriebenen Ausführungsform wurde ein Füllstoff
aus Calciumcarbonat in Teilchenform in die Kunststoff-Basis
eingearbeitet. Als Alternative kann jedoch auch ein
Füllstoff aus Bariumsulfat in Form von Teilchen, deren
charakteristische Eigenschaften denjenigen des aus Calciumcarbonat
bestehenden Füllstoffs ähnlich sind, verwendet werden. Ein
aus Silicium oder Glas bestehender Füllstoff eignet sich
nicht als Füllstoff für die Magnetbandkassette, da die
Spritzgußvorrichtung zur Formgebung aufgrund des Abriebs
durch den aus Silicium oder Glas bestehenden Füllstoff
verschlissen wird.
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Weiterhin kann die Magnetbandkassette der vorliegenden
Erfindung nicht nur als Kassette für Tonbänder sondern auch
als Kassette für andere Arten von Bändern verwendet werden.