ERFINDUNGSGEBIET
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Vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, wie
z. B. ein Magnetband, das eine Magnetschicht, die auf einer Oberflächenseite eines
unmagnetischen Trägers vorgesehen ist, und eine auf dessen Rückseite
vorgesehene Rückenüberzugsschicht aufweist, insbesondere ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium, in dem eine Rückenüberzugsschicht aus einem
kompoundierten Produkt spezieller Zusammensetzung und durch spezielle
Knetbehandlung der Zusammensetzung erhalten wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bislang wurden verschiedene magnetische Aufzeichnungsmedien
vorgeschlagen, bei denen die Zusammensetzung der Rückenüberzugsschichten
speziell ausgebildet ist.
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Beispielsweise sind "ein magnetisches Aufzeichnungsmedium", umfassend
eine auf einer Seite eines unmagnetischen Trägers gebildete magnetische
Aufzeichnungsschicht und eine auf der anderen Seite desselben gebildete
Rückenüberzugsschicht umfasst, in dem die Rückenüberzugsschicht 40 bis 180
Gewichtsteile Ruß pro 100 Gewichtsteile Kunstharzbindemittel enthält, wobei der
Ruß eine Ölabsorption von 50 cm³/100 bis 70 cm³/100 g und einen pH-Wert von 6,0
bis 12 aufweist" (ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 4-44626)"; ein
magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend eine auf einer Oberflächenseite
eines unmagnetischen Trägers vorgesehene magnetische Aufzeichnungsschicht
und eine auf dessen Rückseite vorgesehene Rückenüberzugsschicht, in dem die
Rückenüberzugsschicht feinteiligen Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von 0,01
um bis 0,035 um, grobteiliger Ruß mit einem mittleren Teilchendurehmesser von
0,08 um bis 0,5 um, und mindestens eine Pulverart umfasst, ausgewählt aus einem
Graphitteilchenpulver und einem Tetrafluorethylenharzpulver" (ungeprüfte
Japanische Patentveröffentlichung Nr. 64-50230 NF); "ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium, umfassend eine auf einer Oberflächenseite eines
unmagnetischen Trägers gebildete Magnetschicht und eine auf dessen Rückseite
gebildete Rückenüberzugsschicht, in dem die Rückenüberzugsschicht feinteiligen
Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von 0,01 um bis 0,035 um und graphitisierten
Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 um bis 0,5 um enthält" (ungeprüfte
Japanische Patentveröffentlichung Nr. 1-134717;) "ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium mit einer Magnetschicht auf einer Seite eines unmagnetischen
Trägers und eine Rückenüberzugsschicht auf dessen anderen Seite, wobei die
Rückenüberzugsschicht eine Dicke von 2 um oder mehr aufweist, und Ruß, ein
Bindemittel und wahlweise ein organisches Pulver enthält, bei dem die
Rückenüberzugsschicht mindestens zwei Arten von feinteiligem Ruß mit einer
mittleren Teilchengröße von 10 um bis 30 um und einen grobteiligen Ruß mit einer
mittleren Teilchengröße von 150 um bis 500 um aufweist, und das
Gewichtsverhältnis (P/B) der Summe (P) von feinteiligem Ruß, grobteiligem Ruß
und dem anorganischen Pulver zum Bindemittel (B) im Bereich von 1/0,5 bis 1/3,5
liegt" (geprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 4.81256); sowie "ein
magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend eine auf einem unmagnetischen
Träger vorgesehene Magnetschicht, wobei die Magnetschicht ein Bindemittel und
ein ferromagnetisches Pulver sowie hierin dispergierten Ruß umfasst, in dem das
Bindemittel ein Copolymer mit aminmodifizierten Vinyleinheiten und Vinyleinheiten,
welche saure funktionelle Gruppen enthalten, enthält, und der Ruß eine spezifische
Oberfläche von 90 m²/g bis 330 m²/g sowie eine DBP-Ölabsorption von 45 ml/100 g
bis 120 ml/100 g aufweist (ungeprüfte Japanische Patentveröffenltichung Nr. 7-
153055).
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Jedoch haben die herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien
verschiedene Nachteile. Beispielsweise offenbart die ungeprüfte Japanische
Patentveröffentlichung Nr. 4-44624, dass die Rückenüberzugsschicht des hierin
beschriebenen magnetischen Aufzeichnungsmediums hinsichtlich der Laufstabilität
gut ist und den Signalausfall vermindert. Jedoch kann Ruß mit einer Ölsabsorption
von 50 cm³/g bis 70 cm³/100 g gesamtheitlich nicht ausreichend dispergiert werden,
wenn es in einem Verhältnis P/B von 2,5/1 oder mehr dispergiert wird, d. h., einem
beträchtlich höheren Verhältnis P/B als das schließlich erwünschte Verhältnis.
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Die ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 64-50230 beschreibt,
dass die Rückenüberzugsschicht des hierin beschriebenen magnetischen
Aufzeichnungsmediums eine ausreichende Oberflächenglätte und gegenüber
Führungsstiften sowohl aus Metall als auch Kunststoff einen niederen
Reibungskoeffizienten aufweist. Jedoch ist innerhalb dieses Bereichs des
Gewichtsverhältnisses von feinteiligem Ruß/grobteiligem Ruß das
Gewichtsverhältnis von grobteiligem Ruß zu hoch, so dass grobe Vorsprünge auf der
Rückenüberzugsschicht ansteigen und eine Übertragung auf die Magnetschicht
verursachen, was zur Verringerung des Verhältnisses S/N führt.
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Ferner beschreibt die ungeprüfte Japanische Patentanmeldung Nr. 1-
134717, dass die Rückenüberzugsschicht des hierin beschriebenen magnetischen
Aufzeichnungsmediums eine befriedigende Oberflächenglattheit und gegenüber
beiden, aus Metall und Kunststoff bestehenden Führungsstiften einen geringen
Reibungskoeffizienten aufweist. Jedoch ist innerhalb dieses Bereichs des
Gewichtsverhältnisses von feinteiligem Ruß/grobteiligem graphitisierten Ruß das
Gewichtsverhältnis von grobteiligem graphitisiertem Ruß zu hoch, so dass grobe
Vorsprünge auf der Rückenüberzugsschicht ansteigen, und für die Magnetschicht
ein Offset verursachen, was zur Herabsetzung des Verhältnisses S/N führt.
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Bezüglich der Rückenüberzugsschicht des in der geprüften Japanischen
Patentveröffentlichung Nr. 4-81256 beschriebenen magnetischen
Aufzeichnungsmediums ist ein Verfahren zur wirksamen Herstellung einer Farbe nicht in
Einzelheiten beschrieben, und die in den Beispielen beschriebenen Bindemittel
gewährleisten keine ausreichenden S/N-Eigenschaften und eine ausreichende
Betriebsdauer, welche jetzt für ein Aufzeichnen mit hoher Dichte erforderlich sind.
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Ferner beschreibt die ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-
1153055, dass das hierin beschriebene magnetische Aufzeichnungsmedium eine
Magnetschicht besitzt, in der Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 90 m²/g bis
330 m²/g und eine DBP-Ölabsorption von 45 ml/100 g bis 12 ml/100 g und ein
ferromagnetisches Pulver in dem Bindemittel dispergiert sind, das aminmodifizierte
Vinyleinheiten und Vinyleinheiten, die mit sauren funktionellen Gruppen modifiziert
sind, aufweist, weshalb es eine hervorragende antistatische Wirkung und
hervorragende elektromagnetische Eigenschaften aufweist. Jedoch unterscheidet
sich das Herstellungsverfahren für die Farbe von demjenigen der vorliegenden
Erfindung.
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Obgleich die Herstellung von Rückenüberzugsfarben in der Regel mittels
Dispergiervorrichtungen vom Typ der Bewegung des Mediums, wie z. B.
Kugelmühlen, Sandreibmühlen und Schleifmühlen, durchgeführt wird, kann keine
gleichmäßige Dispersion innerhalb einer kurzen Zeit erreicht werden, was zu einer
schlechten Produktionswirksamkeit führt. Eine wirksame Herstellung wird nur
möglich, wenn die Komponenten der Zusammensetzung mit Druckknetern geknetet
und sodann in Sandreibmühlen dispergiert werden. In diesem Fall wird jedoch das
Absenken (letdown (LD)) durchgeführt, um die optimale Dispergierungsviskosität
zum Dispergieren in der Sandreibmühle und das Gewichtsverhältnis des Pigments
(Ruß) zum Bindemittel (im folgenden als "P/B" abgekürzt) in die optimale
Beschichtungsviskosität und das Endverhältnis PfB zum Beschichten überzuführen.
Jedoch besteht in diesem Fall eine Anfälligkeit für das Auftreten des LD-Schocks.
Trotz ausreichender Dispersion in der Dispersionsstufe unter großer Anstrengung
sind die Oberflächeneigenschaften der Rückenüberzugsschicht oft durch eine
Verringerung des Glanzes und eine durch den LD-Schock bewirkte Erzeugung von
Aggregaten verschlechtert. Demgemäß wird nicht gesagt, dass die Stabilität der
Farbe ausreichend ist. Die Rückenüberzugsschicht mit schlechten
Oberflächeneigenschaften verursacht ein Offset von der Rückenüberzugsschicht zur
Magnetschicht, was zu einer Verringerung des Verhältnisses S-N führt.
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Andererseits erhöht das Glätten einer Oberfläche der
Rückenüberzugsschicht das Drehmoment gegenüber den Bandführungen, die in eine VHS-Kassette
eingearbeitet sind, wenn das Medium zu laufen beginnt, was die Wahrscheinlichkeit
des Auftretens von Störungen, wie z. B. eine schlechte Rückspulung, erhöht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Infolgedessen ist ein Ziel vorliegender Erfindung, ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium, das hinsichtlich der Herstellungswirksamkeit bei der
Bildung einer Farbe gut ist, der Farbstabilität gut ist und hinsichtlich der
Reibungseigenschaften gegenüber Führungen in VHS-Kassetten befriedigend ist.
Als Ergebnis von eingehenden Untersuchungen, die zuvor genannten Probleme zu
lösen, entdeckten vorliegende Erfinder, dass die zuvor genannten Probleme gelöst
werden können, indem man eine kompoundierte Zusammensetzung mit einem
Gehalt an einem speziellen Harzbindemittel und einer speziellen Menge an Ruß
unter speziellen Bedingungen knetet, womit vorliegende Erfindung abgeschlossen
wird.
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D. h., vorliegende Erfindung stellt zur Verfügung:
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(1) ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer auf einer
Oberflächenseite eines unmagnetischen Trägers gebildeten Magnetschicht
und einer auf der Rückseite desselben gebildeten Rückenüberzugsschicht,
in welchem diese Rückenüberzugsschicht eine kompoundierte
Zusammensetzung ist, die 50-120 Gewichtsteile Ruß (P) per 100
Gewichtsteile eines Bindemittelharzes und (B) (P/B) = 0,5/1 bis 1,2/1
umfasst, wobei der Ruß (P) eine mittlere Teilchengröße von 18 nm bis 25 nm
und eine DBP-Ölabsorption von 90 cm³/100 g bis 125 cm/100 g hat, 0,3
Gewichtsteile bis 2,5 Gewichtsteile eines grobkörnigen Rußes oder
Graphitkohlenstoffs mit einer mittleren Teilchengröße von 150 nm bis 500
nm pro 100 Gewichtsteile des Rußes, und ein Vinylchloridpolymer als
Bindemittelharz umfasst, wobei das Copolymer mindestens sowohl
aminmodifizierte Vinyleinheiten als auch saure funktionelle Gruppen
enthaltende Vinyleinheiten enthält, die Rückenüberzugsschicht durch ein
Verfahren hergestellt wurde, das eine erste Stufe des Knetens einer den
Ruß (P) und das Bindemittelharz (B) in einem Lösungsmittel umfassenden
Zusammensetzung, um zu entsprechen, dass die Konzentration der
nichtflüchtigen Komponenten 45 bis 60 Gew.-%, und das Verhältnis PIB 1,5/1 bis
3,5/1 beträgt, und eine zweite Stufe der Zugabe einer Lösungsmittellösung
dieses Harzes, um das Verhältnis P/B auf 0,5/1 bis 1,2/1 zu verändern,
sowie das Dispergieren umfasst;
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(2) das in (1) beschriebene magnetische Aufzeichnungsmedium, bei dem der
Gehalt an den aminmodifizierten Vinyleinheiten im Vinylchloridcopolymeren
0,03 Gew.-% bis 2,3 Gew.-% beträgt; und
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(3) das in (1) beschriebene magnetische Aufzeichnungsmedium, bei dem der
Gehalt der saure funktionelle Gruppen enthaltenden Vinyleinheiten im
Vinylchloridcopolymeren 0,05 Gew.-% bis 1,8 Gew.-% beträgt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Der in der Rückenüberzugsschicht gemäß vorliegender Erfindung
verwendete Ruß (P) hat eine mittlere Teilchengröße von 18 nm bis 25 nm und eine
DBP-Ölabsorption von 90 em³/100 g bis 125 cm/100 g und ist in einer Menge von
50 Gewichtsteilen bis 120 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des
Harzbindemittels (B) enthalten. (P/B( = 0,5/1 bis 1,2/1). Bei vorliegender Erfindung
ist ferner grobkörniger Graphitkohlenstoff mit einer mittleren Teilchengröße von 150
nm bis 500 nm in einer Menge von 0,3 bis 2,5 Gewichtsteilen pro 100
Gewichtsteiledes Rußes vorhanden.
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Feinteiliger Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 18 nm
erhöht nicht die Dispergierbarkeit (den Glanz), während ein Überschreiten von 25
nm die Oberflächenglattheit verschlechtert und das Verhältnis S/N der
Magnetschicht verringert.
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Die DBP-Ölabsorption des feinteiligen Rußes ist 90 cm³/100 g bis 125
cm³/100 g. Wenn die DßP-Ölabsorption weniger als 90 cm³/140 g beträgt, wird es
schwierig, in der Knetstufe gebildete Aggregate zu brechen, so dass die
Dispersionsstufe bei einem hohen Verhältnis P/B durchgeführt werden muss, um
Dispersion zu erreichen. Jedoch werden in der Verdünnungsstufe das Verhältnis
P/B und die Konzentration der nicht-flüchtigen Komponenten (bei vorliegender
Erfindung wird das Verhältnis des Gesamtgewichts der kompoundierten
Zusammensetzung zum Gesamtgewicht der kompoundierten Formulierung, in der
das Gewicht eines Lösungsmittels dem Gesamtgewicht der kompoundierten
Zusammensetzung hinzugefügt wird, als die Konzentration an nicht-flüchtigen
Komponenten genommen, welche im folgenden als "NV" abgekürzt sind, verringert,
was einen großen Unterschied vom Endverhältnis P/B bewirkt. Infolgedessen
besteht Anfälligkeit für das Auftreten eines LD-Schocks bei der
Viskositätseinstellung (Absenkung, DL).
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Ein Überschreiten von 125 cm³/100 g führt zur Schwierigkeit des Bewirkens
des LD-Schocks, jedoch ist der Glanz schwerlich zu verbessern, und die
Oberflächenrauheit neigt auch dazu, sich zu verschlechtern.
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Wenn der Gehalt an feinteiligem Ruß weniger als 50 Gewichtsteile pro 100
Gewichtsteile Bindemittel beträgt, steigt das Verhältnis des Bindemittels an, um ein
Anstieg des Reibungskoeffizienten zu bewirken, was zum Blockieren mit der
Magnetschicht führt. Andererseits sinkt das Verhältnis des Bindemittels ab, wenn
der Gehalt 120 Gewichtsteile überschreitet und macht die Rückenüberzugsschicht
brüchig und verschlechtert die Beständigkeit gegenüber einem Abschälen.
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Infolgedessen ist es geeignet, dass der Gehalt an Ruß im Bereich von 50
Gewichtsteilen bis 120 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des
Bindemittelgewichts liegt, oder das Verhältnis P/B im Bereich von 0,5/1 bis 1,2/1
liegt.
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Die Rückenüberzugsfarbe wird über die Dispersionsstufe und sodann die
Stufe der Viskositätseinstellung (Absenkung) hergestellt, Um die Dispergierbarkeit
von Ruß zu erhöhen, muss die Einstellung in der Dispersionsstufe so
vorgenommen werden, dass sich die Viskosität und das optimale Verhältnis P/B zur
Dispersion ergeben. In der nachfolgenden Stufe der Viskositätseinstellung wird die
Absenkung (LD) durch Zugabe eines Lösungsmittels und eines Kunstharzes so
ausgeführt, dass sich die für die Beschichtung geeignete Viskosität ergibt. In der
Dispergierungsstufe werden die Viskosität und das Verhältnis P/B der Farbe
vorzugsweise höher als diejenigen der Endfarbe festgelegt, weil eine wirksame
Dispersion vollzogen wird.
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Jedoch ist der große Unterschied zwischen dem Verhältnis P/B in der
Dispersionsstufe und dem Endverhältnis P/B dafür anfällig, dass er zum LD-Schock
in der Absenkungsstufe führt. Trotz einer ausreichenden Dispersion in der
Dispersionsstufe mit großer Anstrenung, sind die Oberflächeneigenschaften der
Rückenüberzugsschicht durch eine Verminderung des Glanzes und Erzeugung von
Aggregaten nach der LD verschlechtert.
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Demgemäß wird als Ruß, der zu einer guten Oberflächenglätte und weniger
LD-Stoß führt und die Absenkung zum Endverhältnis P/B unter Aufrechterhaltung
des gleichförmig dispergierten Zustands in der Dispersionsstufe durchmachen
kann, Ruß mit einem mittleren Teilchengröße von 18 nm bis 25 nm und einer DBP-
Ölabsorption von 90 cm³/100 g bis 125 cm³/100 g vorzugsweise verwendet.
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Ein derartiger Ruß umfasst Ruß-Nr. 990 B, Nr. 650 B und Nr. 40 P,
hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.
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Es ist erforderlich, dass die Oberfläche der Rückenüberzugsschicht - in
Anbetracht der Versetzung (offset) in Richtung der Magnetschicht - glatt ist.
Andererseits erhöht das Glätten das Drehmoment gegenüber den in eine VHS-
Kassette eingearbeiten Bandführungen, wenn das Medium zu laufen beginnt, was
das Auftreten von Störungen, wie z. B. ein schlechtes Rückspulen, bewirkt.
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Infolgedessen wird zur zuvor genannten Rußfarbe grobkörniger
Graphitkohlenstoff mit einer mittleren Teilchengrüße von 150 nm bis 500 nm in
einer Menge von 0,3 Gewichtsteilen bis 2,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile
des feinteiligen Rußes zugesetzt, wobei hierdurch ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium erhalten wird, das sowohl hinsichtlich der S/N-
Eigenschaften als auch der Reibungseigenschaften gegenüber Bandführungen
befriedigend ist.
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Der grobkörnige Graphitkohlenstoff mit einer Teilchengröße von weniger als
150 nm erhöht den Reibungskoeffizienten gegenüber den aus Metall oder
Kunststoff hergestellten Führungen, während ein Überschreiten von 500 nm eine
Verschlechterung der S/N-Eigenschaften aufgrund der Versetzung in Richtung der
Magnetschicht infolge grober Vorsprünge verursacht.
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Der grobkörnige Graphitkohlenstoff wird in einer Menge von 0,3
Gewichtsteilen bis 2,5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des feinteiligen Rußes
zugegeben. Wenn er in einer Menge von weniger als 0,3 Gewichtsteilen zugegeben
wird, wird keine Wirkung der Verringerung der Reibung an den aus Metall oder
Plastik hergestellten Führungen beobachtet. Anderseits führt ein Überschreiten von
2,5 Gewichtsteilen zu einer Erniedrigung des Verhältnisses S/N infolge der
Versetzung.
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Infolgedessen wird es bevorzugt, dass die Teilchengröße des grobkörnigen,
der Rückenüberzugsschicht zugegebenen Graphitkohlenstoffs 150 nm bis 500 nm
ist, und dessen Menge 0,3 Gewichtsteile bis 2,5 Gewichtsteile pro 100
Gewichtsteile des feinteiligen Rußes beträgt.
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Ein derartiger grobkörniger Graphitkohlenstoff umfasst Graphitkohlenstoff
wie ein solcher der Nr. 4100 B, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp..
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In jüngeren Jahren wurden zwei Arten von Materialanforderungen für
Bandführungen, mit Chrom oder dergl. platierte Metallführungen und aus Polyacetal
oder dergl. gebildete Kunststoffführungen, angewandt. Graphitkohlenstoff wird
mehr bevorzugt, um ein geringes Drehmoment gegenüber den Führungen dieser
beiden Arten zu verwirklichen.
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Obgleich die Rückenüberzugsfarben in der Regel mittels
Dispersionsvorrichtungen von dem Typ, bei der das Medium bewegt wird, hergestellt werden, wie
z. B. mit Kugelmühlen, Sandreibmühlen und Schleifmühlen ohne Kneten kann
jedoch in einer kurzen Zeit keine gleichmäßige Dispersion erreicht werden, was zu
einer schlechten Produktionswirksamkeit führt. Als Vorbehandlung zur
Verbesserung einer derartigen Behandlung mit Dispergiervorrichtungen, bei denen
das Medium bewegt wird, (Produktionseffektivität) werden die Komponenten der
Zusammensetzung mittels Druckknetern geknetet, gefolgt von deren Dispersion in
Sandreibemühlen, wodurch eine wirksame Herstellung möglich wird.
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Ein solches Kneten wird bei einem Verhältnis P/B im Bereich von 1,5/1 bis
3,5/1 und einer Konzentration von nicht-flüchtigen Verbindungen (NV) im Bereich
von 45-60 Gew.-% erreicht. Wenn die Mengen an Bindemittel und Lösungsmittel zu
groß sind, bezogen auf Ruß, (der Fall, bei dem das Verhältnis P/B und/oder von NV
nieder ist), wird eine tonähnliche hoch viskose Farbe beim Kneten weich.
Infolgedessen wird keine Scherung beim Kneten entwickelt, so dass der Glanz
nicht verbessert wird. Wenn die Menge an Bindemittel und Lösungsmittel zu klein,
bezogen auf Ruß, sind (der Fall, bei dem das Verhältnis P/B und/oder NV hoch
sind), wird die tonähnliche hoch viskose Farbe beim Kneten zu hart, um ein
ausreichendes Kneten durchzuführen, was zu keiner Verbesserung des Glanzes
führt. In beiden Fällen kann das Bindemittel nicht mit dem Ruß außerhalb der zuvor
genannten Bereiche ausreichend verträglich werden. Infolgedessen erfordert es
eine lange Zeit, den erforderlichen Glanz (Dispersionsgrad) in der
Dispergiervorrichtung zu erhalten, oder auch ein verlängertes Dispergieren ergibt
eine schlechte Dispersion, die zu einer Verringerung des Verhältnisses S/N führt.
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Obgleich ein derartiges Kneten in Druckknetern, offenen Knetern,
kontinuierlichen Knetern, Extrudern oder Doppelwalzenmühlen durchgeführt werden kann,
werden vorzugsweise Kneter benutzt, welche nach dem Kneten eine leichte
Verdünnung ermöglichen und die geschlossene Struktur besitzen, bei der das
Auftreten von Veränderungen in der Lösungsmittelzusammensetzung schwierig ist.
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Die nachfolgende Dispersion wird durchgeführt, nachdem das Verhältnis P/B
und NV der gekneteten Produkte in Knetern oder Behältern so eingestellt wird,
dass die Dispersion des gekneteten Produkts in Dispergiervorrichtungen möglich
wird. Das Verhältnis P/B und NV, die zur Dispersion geeignet sind, werden wie folgt
eingestellt: Die Verhältnisse P/B wird so hoch wie möglich eingestellt, wodurch die
Dispersionseffizienz verbessert wird. Insbesondere beträgt es vorzugsweise 0,8/1
bis 3,5/1. NV ist vorzugsweise 5 bis 35 Gew.-%, obgleich der Optimalwert je nach
der Zusammensetzung der Farbe und der Art der benutzten Dispergiervorrichtung
schwankt. Ein NV-Wert von 15 bis 30% wird besonders bevorzugt, und zwar
aufgrund der höchsten Effizienz.
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Die für eine derartige Dispersion benutzten Dispergiervorrichtungen können
beliebig sein, so lange sie Dispergiervorrichtungen von der Art des bewegten
Mediums sind, wie z. B. Sandreibmühlen, Kugelmühlen und Schleifmühlen. Jedoch
werden Sandreibmühlen bevorzugt, welche eine kontinuierliche Produktion
ermöglichen. In solchen Dispergiervorrichtungen benutzte dispergierende Medien
umfassen eine Vielzahl von Glasperlen, Keramikperlen und Metallperlen. Jedoch
werden Glasperlen aus der kein Soda enthaltenden Glasart bevorzugt, weil die
Farbe leicht verunreinigt wird, und Zirkondioxidperlen werden am meisten
bevorzugt, weil die Verunreinigung weiter vermindert wird.
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Bei vorliegender Erfindung können als Verstärkungsmaterialien Pulver aus
unmagnetischen anorganischen Verbindungen oder Gleitmittel den
Rückenüberzugsschichten erforderlichenfalls, zusätzlich zu zuvor genannten Komponenten,
zugegeben werden.
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Als die zuvor genannten Pulver aus einer anorganischen Verbindung können
Pulver einer beliebigen der zahlreichen unmagnetischen Verbindungen verwendet
werden, welche bislang in Rückenüberzugsschichten von magnetischen
Aufzeichnungsmedien eingemischt wurden. Beispiele hierfür umfassen Al&sub2;O&sub3;,
Cr&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, α-Fe&sub2;O&sub3;, BaSO&sub4;, CaCO&sub3;, BaCO&sub3;, MgCO&sub3; und SiC. CaCO&sub3; und/oder
α-Fe&sub2;O&sub3; sind besonders wirksam, und diejenigen mit einer mittleren Teilchengröße
von etwa 0,05 um bis etwa 0,5 um werden ferner bevorzugt. Es ist auch möglich,
zwei oder mehrere Arten derselben zu verwenden. Ferner werden diese Pulver aus
einer anorganischen Verbindung vorzugsweise in einer Menge von 0,3 Gew.-% bis
etwa 20 Gew.-%, bezogen auf den feinteiligen Ruß, zugegeben.
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Als die zuvor genannten Gleit- bzw. Schmiermittel kann eine beliebige der
höheren Fettsäuren, Fettsäureester und Silikonöle benutzt werden, welche bislang
in Rückenüberzugsschichten von magnetischen Aufzeichnungsmedien verwendet
wurden. Zusätzlich können erforderlichenfalls Dispergiermittel wie
oberflächenaktive Stoffe oder andere verschiedene bekannte Additive verwendet werden. Die
bei vorliegender Erfindung verwendeten Bindemittel sind Vinylchlorid-Copolymere
mit einem Gehalt an aminmodifizierten Vnyleinheiten als auch saure funktionelle
Gruppen enthaltenden Vinyleinheiten im gleichen Molekül, wodurch sie fähig sind,
die Rückenüberzugsfarben, welche hervorragende Dispergierbarkeit und
Farbstabilität aufweisen, zu bilden. So kann den Rückenüberzugsschichten die
Oberflächenglattheit verliehen werden, um hervorragende elektromagnetische
Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.
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Die Menge der in dem zuvor erwähnten Vinylchlorid-Copolymeren, das in
dem Bindemittel gemäß vorliegender Erfindung enthalten ist, enthaltenen
aminmodifizierten Vinyleinheiten beträgt vorzugsweise 0,03 Gew.-% bis 2,3 Gew.-%,
bevorzugter 0,05 Gew.-% bis 2,0 Gew.-%, am meisten bevorzugt 0,5 Gew.-% bis 1,5
Gew.-%. Wenn der Gehalt an den aminmodifizierten Vinyleinheiten zu hoch ist,
besteht die Neigung, dass sich die Stabilisierung der Farbe verschlechtert.
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Andererseits ist die Dispergierbarkeit des Rußes für eine Verschlechterung anfällig,
wenn deren Gehalt zu gering ist. Die enthaltene Menge an den saure funktionelle
Gruppen enthaltenden Vinyleinheiten beträgt vorzugsweise 0,05 Gew.-% bis 1,8
Gew.-%, bevorzugter 0,1 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, und am meisten bevorzugt 0,5
Gew.-% bis 1,5 Gew.-%. Wenn der Gehalt an den saure funktionelle Gruppen
enthaltenden Vinyleinheiten zu hoch ist, neigen die thixotropen Eigenschaften der
Rückenüberzugsfarbe dazu, anzusteigen, und die Oberflächenglattheit der
beschichteten Rückenüberzugsschicht neigt dazu, sich zu verschlechtern.
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Andererseits ist die Stabilität der Rückenüberzugsfarbe für die Bildung von
Aggregaten anfällig, wenn deren Gehalt zu gering ist, welche die
Oberflächeneigenschaften der Rückenüberzugsschicht verschlechtern.
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Die bei vorliegender Erfindung benutzten, im Vinylchlorid-Copolymeren
enthaltenen aminmodifizierten Vnyleinheiten enthalten Aminogruppen. Die
Aminogruppen können entweder unsubstituierte oder substituierte Aminogruppen
sein. Beispielsweise können die Aminogruppen durch Behandlung des Vinylchlorid-
Copolymeren mit einem Gehalt an den saure funktionelle Gruppen enthaltenden
Vinyleinheiten mit einer weiter unten beschriebenen Aminverbindung eingeführt
werden. Die aminmodifizierten Vinyleinheiten können auch verschiedene
funktionelle Gruppen enthalten, wie z. B. funktionelle Gruppen, die in folgenden
saure funktionelle Gruppen enthaltenden Einheiten enthalten sind.
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Die funktionellen Gruppen, welche in den, saure funktionelle Gruppen
enthaltenden Vinyleinheiten enthalten sind, umfassen Carboxyl-, Sulfonsäure-,
Schwefelsäure-, Phosphorsäure- und Phosphonsäuregruppen; sie sind
Vinyleinheiten mit einem Gehalt an mindestens einer dieser funktionellen Gruppen. Diese
Vinylgruppen können beliebig sein, so lange sie die zuvor genannten funktionellen
Gruppen aufweisen. Beispiele für die Carboxylgruppen-haltigen Vinyleinheiten
umfassen Maleinsäure, Fumarsäure, Acrylsäure und Methacrylsäure. Beispiele für
die Sulfonsäuregruppen enthaltenden Einheiten umfassen Natriumstyrolsulfonat,
Natriumvinylsulfonat, Natriummethacrylsulfonat und Sulfoethylacrylat. Von diesen
werden Maleinsäure und Fumarsäure, die Carboxylgruppen aufweisen,
Sulfoethylacrylat und Natriummethacrylsulfonat, die Sulfonsäuregruppen
aufweisen, sowie 2-saures-Phosphoxyethylmethacrylat, das eine
Phosphorsäuregruppe aufweist, besonders bevorzugt.
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Die in dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium
benutzten, in den Bindemitteln enthaltenen Copolymeren, welche Vinylchlorid-
Copolymere mit einem Gehalt an den zuvor genannten aminmodifizierten
Vinyleinheiten und sauren, mit funktionellen Gruppen modifizierten Vinyleinheiten
sind, enthalten Vinylchlorid, Alkylcarbonsäurevinylester und wahlweise
Vinylalkohole.
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Von diesen konstituierenden Einheiten wird als Alkylcarbonsäurevinylester
unter dem Gesichtspunkt der Ausgangsmaterialkosten Vinylacetat bevorzugt
verwendet. Jedoch können auch Vinylpropionat oder Vinylversatat benutzt werden.
Ferner wird Vinylalkohol durch Verseifen der Alkylcarbonsäurereste der zuvor
genannten Alkylcarbonsäurevinylester erhalten. Der Gehalt an dem
Alkylcarbonsäurevinylester beträgt 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1,0
Gew.-%
bis 5,0 Gew.-%. Der Gehalt an Vinylalkohol als eine Komponente, welche
erforderlichenfalls enthalten sein kann, beträgt 0 Gew.-% bis 8,0 Gew.-%,
bevorzugter 3,0 bis 6,0 Gew.-%. Es wird bevorzugt, dass der Rest unter Ausschluss
derselben im wesentlichen Vinylchlorid ist. Wenn der Gehalt an dem
Alkylcarbonsäurevinylester zu hoch ist, besteht die Neigung, dass die Affinität für
Ruß sich in der Rückenüberzugsfarbe verschlechtert, was zu einer
Verschlechterung der Dispergierbarkeit führt. Andererseits neigt, wenn der Gehalt
an demselben zu gering ist, die Löslichkeit des Kunstharzes zu einer
Verschlechterung. Wenn der Gehalt an dem gegebenenfalls zugegebenen
Vinylalkohol zu hoch ist, wird das Verseifungsverhältnis hoch, was eine
Verringerung der Wärmestabilität des Copolymeren und eine Verschlechterung der
Lagerungsstabilität verursacht.
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Der mittlere Polymerisationsgrad des Copolymeren ist vorzugsweise 200 bis
800, bevorzugter 300 bis 500. Wenn der mittlere Polymerisationsgrad zu hoch ist,
neigen die Löslichkeit und Dispergierbarkeit des Copolymeren dazu, sich zu
verschlechtern. Andererseits, wenn er zu gering ist, ist die Festigkeit der
Rückenüberzugsschicht für eine Erniedrigung anfällig, was die Entwicklung von
Spänen (shavings) auf der Rückenüberzugsschicht verursacht und zu einem
Anstieg der Bandaussetzung (Dropout) führt.
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Ein derartiges Copolymer kann ferner etwa 0,5 Gew.-% oder weniger eines
anderen monomeren Bestandteils wie Allylglycidylether oder
2-Hydroxymethylmethacrylat enthalten.
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Die bei vorliegender Erfindung verwendeten Copolymeren können nach
einem beliebigen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden Vinylchlorid,
ein Alkylcarbonsäurevinylester und ferner ein Monomer wie Maleinsäure oder
Fumarsäure, welches eine funktionelle Gruppe, die in der zuvor gezeigten, eine
saure funktionelle Gruppe enthaltenden Vinyleinheit enthalten ist, enthält, durch
Suspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation, Lösungspolymerisation oder
Polymerisation in Masse copolymerisiert. Das auf diese Weise erhaltene
Zwischenprodukt-Copolymer wird in Anwesenheit von Alkali wie z. B. KOH oder
NaOH oder einer Säure wie Salzsäure oder Schwefelsäure als Katalysator
zusammen mit einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise einem Alkohol,
verseift. Sodann wird eine später beschriebene Aminverbindung zugegeben,
wonach bei einer geeigneten Temperatur während eines speziellen Zeitraums
gerührt wird, bis der gewünschte Verseifungsgrad erreicht ist, wodurch man das
erwünschte Copolymer erhält. Das so erhaltene Copolymer umfasst Vinylalkohol.
Ferner kann ein von Vinylalkohol freies Copolymer erhalten werden, indem man ein
geeignetes Lösungsmittel wie einen Alkohol und eine weiter unten beschriebene
Aminverbindung zu dem Zwischenprodukt-Copolymer zugibt und die Umsetzung
bei einer zweckmäßigen Temperatur vornimmt.
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Aminverbindungen, welche für die zuvor genannte Aminmodifizierung
verwendet werden, umfassen primäre Amine, sekundäre Amine oder tertiäre
Amine, wie z. B. aliphatische Amine, alicylische Amine, aromatische Amine,
Alkanolamine oder Alkoxyalkylamine. Spezielle Beispiele hierfür umfassen
Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Cyclohexylamin, Ethanolamin,
Naphthylamin, Anilin, o-Toluidin, Diethylamin, Dioctylamin, Diisobutylamin,
Diethanolamin, Methylethanolamin, Dimethylethanolamin, Dibutylethanolamin,
Methyldiethanolamin, 2-Methoxyethylamin, N-Methylanilin, Trimethylamin,
Triethylamin, Trüsobutylamin, Tridecylamin, N-Methylbutylamin,
N-Methyldiphenylamin, Hexamethylentetramin, Triethanolamin, Tributylamin,
Dimethylpropylamin, Pyridin, α-Picolin, β-Picolin, γ-Picolin, 2,4-Lutidin, Chinolin, Morpholin,
Natriumtaurinat, Kalliumsulfanilat, Cetylaminsulfonsäure, Diaminpropan und
Hexamethylendiamin.
-
Die Zugabe derartiger Copolymerer zu den Bindemitteln kann die
Rückenüberzugsfarben mit einer hervorragenden Dispergierbarkeit und
Farbstabilität versehen. Auch wenn Gemische von Copolymeren mit
aminmodifizierten Vinyleinheiten und Copolymeren mit saure funktionelle Gruppen
enthaltenden Einheiten anstelle der zuvor erwähnten Copolymeren benutzt werden,
kann keine Wirkung erhalten werden, die derjenigen der bei vorliegender Erfindung
verwendeten Copolymeren mit einem Gehalt an aminmodifizierten Vinyleinheiten
und saure funktionelle Gruppen enthaltenden Einheiten gleichwertig ist.
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Das bei vorliegender Erfindung benutzte Bindemittel enthält das zuvor
genannte Copolymer in einer Menge von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-% des
Gesamtgewichts des Bindemittels, und es wird bevorzugt, dass erforderlichenfalls
mindestens ein unterschiedliches Kunstharz in Kombination damit benutzt wird.
Bevorzugte Beispiele für Kunstharze, die in Kombination verwendet werden,
umfassen Polyurethanharze, welche zur Verbesserung der Dispergierbarkeit in den
Schichten und physikalischen Eigenschaften, wie z. B. Späne auf den
Rückenüberzugsschichten, zugegeben. Als Polyurethanharze können sämtliche in
derartigen magnetischen Aufzeichnungsmedien üblicherweise benutzte
Polyurethanharze verwendet werden. Jedoch werden solche mit polaren Gruppen
bevorzugt verwendet, um die Dispergierbarkeit von Ruß und dergl. weiter zu
verbessern. Die Verwendung von Polyurethanharzen mit keinen polaren Gruppen
verringert die Dispergierbarkeit von Ruß und dergl. und verschlechtert die durch Re
wiedergegebenen Oberflächeneigenschaften und dergl., womit die
Magnetschichten beeinflusst werden, eine Verschlechterung der elektromagnetischen
Eigenschaften zu bewirken.
-
Bevorzugte Beispiele für die polaren Gruppen umfassen Sulfonsäure- und
Schwefelsäuregruppen sowie Ester oder Salze derselben, welche Schwefel
enthalten, Phosphonsäure-, Phosphinsäure- und Phosphorsäuregruppen und deren
Ester oder Salze derselben, welche Phosphor enthalten sowie Gruppen, welche
jeweils mindestens eine Art Carboxylsäuregruppe enthalten. Von diesen werden
eine Sulfonsäuregruppe (-SO&sub3;Y), eine Carbonsäuregruppe (-COOY) und eine
Phosphonsäuregruppe (-PO&sub3;Y) besonders bevorzugt, wobei Y entweder
Wasserstoff oder ein Alkalimetall bedeuten kann. Diese polaren Gruppen sind
vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 5 Gruppen pro ein einziges Molekül
des Polymeren enthalten.
-
Der Gehalt an dem Polyurethanharz beträgt vorzugsweise 20 Gew.-% bis 80
Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Kunstharze. Wenn der Gehalt zu hoch
ist, besteht die Anfälligkeit dafür, dass eine Blockierung auftritt, und die
Laufbeständigkeit neigt dazu, sich zu verschlechtern. Andererseits neigt ein Film aus einer
Rückenbeschichtungsfarbe dazu, wenn der Gehalt zu gering ist, hart und brüchig
zu werden, was Späne auf der Rückenüberzugsschicht versursacht.
-
Als Vernetzungsmittel zum Härten der Bindemittel werden vorzugsweise
verschiedene Polyisocyanate, insbesondere Diisocyanate, verwendet.
Insbesondere wird vorzugsweise eine der Verbindungen Toluoldiisocyanat,
Hexamethylendiisocyanat und Methylendiisocyanat bevorzugt. Derartige Vernetzungsmittel
lässt man sich mit Stickstoffatomen, Hydroxylgruppen und aktiven
Wasserstoffgruppen der zuvor genannten Copolymeren und sodann mit aktiven
Wasserstoffgruppen der Polyurethane und Polyester umsetzen, um sie zu
vernetzen, wodurch die Rückenüberzugsschichten aushärten. Der Gehalt an dem
Vernetzungsmittel beträgt vorzugsweise 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% pro 100
Gewichtsteile des Bindemittelharzes.
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Der verwendete Träger unterliegt keiner besonderen Begrenzung, und ein
aus verschiedenen flexiblen Kunstharzen gemäß seinem Zweck ausgewähltes
Material kann in einer speziellen Gestalt und Größe ausgeformt werden, je
nachdem an es gestellten Anforderungen. Beispiele für die flexiblen Harze
umfassen filmähnliche Materialien wie Polyester, beispielsweise
Polyethylenterephthalat und Polyethylennapthalat, sowie Polyamide.
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Die verwendeten Lösungsmittel umfassen Ketonlösungsmittel wie
Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon sowie aromatische
Lösungsmittel wie Toluol. Sie können allein oder als Gemisch von zwei oder
mehreren derselben je nach ihrem Zweck verwendet werden.
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Bei der Bildung der Rückenüberzugsschichten werden die Farben nach
bekannten Verfahren aufgebracht und getrocknet, üblicherweise gefolgt von einer
Behandlung zur Oberflächenglättung, und sodann gehärtet. Die Dicke der
Rückenüberzugsschichten nach dem Trocknen beträgt vorzugsweise 0,2 um bis
2,0 um.
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Die auf der, der Rückenüberzugsschicht entgegengesetzten Seite gebildete
Magnetschicht unterliegt keiner besonderen Begrenzung.
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Beispiele für ferromagnetische Pulver umfassen Oxidpulver wie γ-Fe&sub2;O&sub3;,
solche mit einem Gehalt an einer Mischung aus γ-Fe&sub2;O&sub3;, Fe&sub3;O&sub4;, solche mit einem
Gehalt an einem Gemisch von Fe&sub3;O&sub4; und CrO&sub2; und feine Pulver von Fe, Co, Ni und
deren Legierungen. Die sogenannten Magnetschichten vom Beschichtungstyp, in
denen diese ferromagnetischen Pulver und die Bindemittel zusammen enthalten
sind, und die Magnetschichten vom kontinuierlichen Dünnfilmtyp, gebildet durch
Vakuumablagerung oder Zerstäubung, können beide verwendet werden. Beide
Magnetschichten und Rückenüberzugsschichten können vorab auf dem
unmagnetischen Trägern gebildet werden. Andererseits werden im Falle von
Magnetschichten vom kontinuierlichen Dünnfilmtyp die Rückenüberzugsschichten
üblicherweise nach Bildung der Magnetschichten gebildet.
-
Vorliegende Erfindung wird anhand nachfolgender Beispiele detaillierter
beschrieben.
Herstellung von Farben für Rückenbeschichtungsschichten
(Herstellung von Bindemittellösungen)
-
Vinylchlorid-Copolymer (ausgewählt aus Tabelle 3) 45 Gewichtsteile
-
Polyesterpolyurethanharz (mit einem Gehalt anSO&sub3;Na) 45 Gewichtsteile
-
Methylethylketon 100 Gewichtsteile
-
Toluol 80 Gewichtsteile
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Cyclohexan 100 Gewichtsteile
-
Die zuvor genannte Zusammensetzung wurde mit einem Rührer 4 Stunden
gerührt, um die Harze in den Lösungsmitteln aufzulösen.
(Knet-Misch-Behandlung - Dispergierungsbehandlung)
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feinteiliger Ruß (aus Tabelle 1 augewählt) 100 Gewichtsteile
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grobe Teilchen B (aus Tabelle 2 ausgewählt) 0,8 Gewichtsteile
-
α-Fe&sub2;O&sub3; (Produkt "TF-100", hergestellt von Toda Kogyo Corp.) 1 Gewichtsteil
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Bindemittellösung 150 Gewichtsteile
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Die zuvor genannte Zusammensetzung wurde in einen Druckkneter
eingebracht und zwei Stunden geknetet. Sodann wurde folgende
Zusammensetzung hinzugegeben, um die Viskosität auf einen Optimalwert für die
Dispergierungsbehandlung einzustellen;
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Bindemittellösung 200 Gewichtsteile
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Methylethylketon 135 Gewichtsteile
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Toluol 120 Gewichtsteile
-
Cyclohexanon 135 Gewichtsteile
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Die zuvor erwähnte Lösung und das geknetete Produkt wurden vermischt,
gefolgt von einer Dispersion in einer Sandreibmühle.
(Stufe der Viskositätseinstellung)
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Bindemittellösung 66 Gewichtsteile
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Stearinsäure 1 Gewichtsteil
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Myristinsäure 1 Gewichtsteil
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Butylstearat 1 Gewichtsteil
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Methylethylketon 235 Gewichtsteile
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Toluol 285 Gewichtsteile
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Cyclohexanon 235 Gewichtsteile.
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Die zuvor genannte Zusammensetzung wurde in eine Rührvorrichtung
gebracht und eine Stunde zur Herstellung einer Lösung für die
Viskositätseinstellung gerührt.
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Nach Mischen der Lösung zur Viskositätseinstellung mit dem Schlamm nach
der Dispergierungsbehandlung wurde das Gemisch in einer Sandreibmühle
dispergiert, gefolgt von einer Kreisfiltration. Sodann wurde eine
Isocyanatverbindung (Coronate L, hergstellt von Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
dieser Farbe in einer Menge von 1,0 Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile Farbe
zugegeben, und durch Rühren eingemischt, um eine Farbe zur Bildung einer
Rückenüberzugsschicht zu bilden.
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Gemäß diesem Verfahren zur Bildung der Rückenüberzugsschicht wurden
Farben hergestellt, bei dem die Art und das Mischungsverhältnis des Bindemittels,
der feinteilige Ruß A und die groben Teilchen B verändert wurden.
Herstellung von Farbe für die Magnetschicht
(Herstellung der Bindemittellösung)
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Vinylchloridharz (MR-110, hergestellt von Nippon Zeon Co., Ltd.) 10 Gewichtsteile
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Polyesterpolyurethan (TS5004, hergestellt von Toyobo Co., Ltd., mit einem Gehalt an -SO&sub3;Na) 5 Gewichtsteile
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Methylethylketon 21 Gewichtsteile
-
Toluol 21 Gewichtsteile
-
Cyclohexanon 21 Gewichtsteile
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Die zuvor genannte Zusammensetzung wurde mit einer Rührvorrichtung 6
Stunden gerührt, um die Harze in den Lösungsmitteln aufzulösen.
(Knet-Misch-Verfahren - Dispergierungsbehandlung)
-
Co-Kaschieren (co-cladding) des γ-Eisenoxid-Magnetpulver (BET: 35 m²/g) 100 Gewichtsteile
-
α-Al&sub2;O&sub3; (HIT-50, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 5 Gewichtsteile
-
Cr&sub2;O&sub3; (U-1, hergestellt von Nippon Chemical
Industrial Co., Ltd.) 5 Gewichtsteile
-
Bindemitttellösung 40 Gewichtsteile
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Die zuvor genannte Zusammensetzung wurde in einen Druckkneter gefüllt
und 2 Stunden geknetet. Danach wurde folgende Zusammensetzung
hinzugegeben, um die Viskosität auf einen Optimalwert für die
Dispergierungsbehandlung einzustellen:
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Bindemittellösung 40 Gewichtsteile
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Methylethylketon 15 Gewichtsteile
-
Toluol 15 Gewichtsteile
-
Cyclohexanon 15 Gewichtsteile.
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Nach dem Vermischen wurde das erhaltene Produkt in einer Sandreibmühle
dispergiert.
(Stufe der Viskositätseinstellung)
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Stearinsäure 0,5 Gewichtsteile
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Myristinsäurerest 0,5 Gewichtsteile
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Butylstearat 0,5 Gewichtsteile
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Methylethylketon 65 Gewichtsteile
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Cyclohexanon 65 Gewichtsteile
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Toluol 65 Gewichtsteile
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Die zuvor genannte Zusammensetzung wurde in eine Rührvorrichtung gefüllt
und eine Stunde gerührt, um eine Lösung zur Viskositätseinstellung herzustellen.
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Nach dem Vermischen der Lösung zur Viskositätseinstellung mit dem
Schlamm nach der Dispergierungsbehandlung wurde das Gemisch in einer
Sandreibmühle dispergiert, woran sich eine Kreisfiltration anschloss. Sodann wurde
diese Farbe mit einer Isocyanatverbindung (Coronate L, hergestellt von Nippon
Polyurethane Industry Co., Ltd.) in einer Menge von 0,8 Gew.-% pro 100
Gewichtsteile der Farbe versetzt und durch Rühren vermischt, um eine Farbe zur
Bildung einer Magnetschicht herzustellen.
Bewertungsverfahren
(Glanz)
-
Unter Verwendung eines digitalen Glanzmessgerätes vom Typ GM-3D,
hergestellt von Murakami Shikisai Gijutsu Kenkyusho (Murakami-Farbtechnik-
Labor), wurde der Glanz (in %) einer Farbe zur Bildung einer
Rückenüberzugsschicht vor und nach Verdünnung gemessen, und der erhaltene Wert
wurde als ein Wert zur Bewertung der Dispergierbarkeit genommen. Der Glanz
wurde bei einem Messwinkel von 60º auf Grundlage der in JIS-Z-8741
beschriebenen Verfahren gemessen.
(Farbstabilität)
-
Indem man einen Glanz der Farbe für die Bildung einer
Rückenüberzugsschicht beim Dispergieren als (a) und deren Glanz nach Verdünnung
(Absenken) auf eine zur Beschichtung geeignete Viskosität als "b" festlegte, wurde der
Unterschied zwischen diesen, "b-a", als die Stabilität gegenüber dem Absenkungs-
Stoß (letdown shock) der Farbe zur Bildung der Rückenüberzugsschicht bewertet.
-
Wenn der Wert "b-a" "+" ist, oder sich nicht verändert, ist die Stabilität gut, jedoch
zeigt ein größerer "-"-Wert, dass durch Verdünnung mehr Aggregate gebildet
werden (bestätigt durch Beobachten unter einem Mikroskop), was zu einer
Verschlechterung der Oberflächeneigenschaften nach dem Beschichten führt.
Demgemäß sind die Oberflächeneigenschaften der magnetischen Oberfläche durch
Versetzung (Offset) von der Rückenüberzugsschicht nach der Magnetschicht
ebenfalls verschlechtert, so dass die elektromagnetischen Eigenschaften nachteilig
beeinflusst werden.
(Elektromagnetische Eigenschaften)
-
Y-S/N: Unter Verwendung eines von Rhode und Schwarz Co. hergestellten
Geräuschmessgeräts UPSF2 und eines von Viotor Co., of Japan Ltd. hergestellten
Videorekorders (VTR) BR-7000A wurde ein 50%iges weißes Signal aufgezeichnet
und wiedergegeben. Der Unterschied von einem Standard-VHS-Band (VRT-2)
wurde gemessen und als dB wiedergegeben.
-
C-S/N: unter Verwendung eines von Rhode und Schwarz Co. hergestellten
Geräuschmessers UPSF2 und eines von Victor Co. of Japan Ltd, hergestellten
VTR-Geräts BR7000A wurde ein Farbstärkesignal aufgezeichnet und
wiedergegeben. Der Unterschied von einem Standard-VHS-Band (VRT-2) wurde
gemessen und als dB wiedergegeben.
-
Die Verhältnisse Y-S/N und C-S/N wurden beide angegeben, indem man
den Wert des Bezugsbeispiels 1 als Bezug nahm (0 dB)
(Späne (shavings) auf der Rückenüberzugsschicht)
-
Unter den drei Umständen einer niederen Temperatur (0ºC), gewöhnlichen
Temperatur und Feuchtigkeit (20ºC, 60% relative Feuchtigkeit) und hoher
Temperatur und Feuchtigkeit (40ºC, 80% relative Feuchtigkeit) wurde ein Spulen
eines Bandes 100mal wiederholt. Sodann wurden Späne auf der
Rückenüberzugsschicht und der Zustand von Kratzern visuell und unter einem
optischen Mikroskop beobachtet. Ein Band, auf dem sich Kratzer entwickelt hatten,
wurde als "NG" genommen. Unter jedem der vorgenannten Umstände wurden 36
Bandspulen für jede Probe hergestellt und unter den zuvor genannten
Bedingungen laufen gelassen. Sodann wurde die Anzahl von Spulen, bei denen
"NG" aufgetreten war, zusammengezählt, und die Bewertung wurde auf Basis
folgender Kriterien vorgenommen:
-
: Anzahl von Spulen, bei denen "NG" auftrat = 0
-
O: Anzahl von Spulen, bei denen "NG" auftrat = 1-2
-
Δ: Anzahl von Spulen, bei denen "NG" auftrat = 3-5
-
X: Anzahl von Spulen, bei denen "NG" auftrat = 6 oder mehr
(Drehmoment gegenüber Metallführung)
-
Eine VHS-Kassette wurde mit einer, mit Chrom platierten Messingführung
versehen, und jede zuvor beschriebene Bandprobe (ein 160 Minuten-Band mit
einer Länge von 330 m) wurde in diese eingearbeitet. Sodann wurde unter
Verwendung eines von Victor Co. of Japan Ltd. hergestellten Videorekorders (BR-
S605) das zum Rückspulen nach einminütigem Lauf vom Spulenkopf erforderliche
Drehmoment gemessen. Der Wert des Drehmoments zur Zeit, wo die Probe
vollständig rückgespult war, wurde gemessen, indem man die Spannung eines zum
Rückspulen der Probe auf dem VTR unter Anwendung von Gleichstrom benutzten
Motors veränderte, welche umgerechnet wurde, um das Drehmoment gegenüber
der Metallführung beim Rückspulen zu bestimmen. Ein Drehmomentwert, der 260
gf.cm überschreitet, erhöht die Rate des Auftretens einer Laufunterbrechung. Das
Bewertungskriterium ist wie folgt:
-
:
weniger als 240 gf.cm
-
O: 240 gf.cm bis weniger als 250 gf.cm
-
Δ: 250 gf.cm bis weniger als 260 gf.cm
-
X: 260 gtcm oder mehr
(Drehmoment gegenüber Kunststoffführung)
-
Eine VHS-Kassette wurde mit einer aus Kohlenstoff enthaltendem Polyacetal
hergestellten Führung versehen, und jede zuvor beschriebene Bandprobe (ein 160
Minuten-Band mit einer Länge von 330 m) wurde in diese eingearbeitet. Sodann
wurde unter Verwendung eines Videorekorders BR-S605, hergestellt von Victor Co.
of Japan Ltd., das zum Rückspulen nach einminütigem Lauf von dem Spulenkopf
erforderliche Drehmoment gemessen. Der Wert des Drehmoments zu der Zeit, wo
die Probe vollständig rückgespult war, wurde gemessen, indem man die Spannung
eines zum Rückspulen der Probe auf dem VTR unter Anwendung von Gleichstrom
verwendeten Motors, veränderte und umrechnete, um um das Drehmoment
gegenüber der Kunststoffführung beim Rückspulen zu ermitteln. Ein Wert des
Drehmoments, der 260 gf.cm überschreitet, erhöht die Rate des Auftretens einer
Laufunterbrechung. Das Bewertungskriterium ist das gleiche wie bei der zuvor
genannten Metallführung.
(Blockierungstest)
-
Ein Glasrohr mit einem Durchmesser von 3,5 cm und die zuvor genannte
Bandprobe einer Länge von 1 m wurden hergestellt, und ein Ende des Bandes
wurde am Glasrohr mit einem Cellophanband so befestigt, dass die
Rückenbeschichtungsseite des Bandes in Berührung mit dem Glasrohr war. Ein Gewicht von
500 g wurde am anderen Ende des Bands befestigt, und das Band wurde um das
Glasrohr gewickelt, während seine Ränder ausgerichtet wurden, woran sich das
Befestigen des anderen Endes mit einem Cellophanband anschloss. Nach
Stehenlassen unter den Umständen von 40ºC und 80% relativer Feuchtigkeit
während 24 Stunden ließ man es ferner unter den Bedingungen von 20ºC und 60%
relative Feuchtigkeit 6 Stunden stehen. Ein Gewicht von 5 g wurde am Leitende
des Bands befestigt, und das Glasrohr wurde gedreht, um das Band rückzuspulen.
Der Adhäsionszustands des Bands gegenüber dem Glasrohr wurde zu dieser Zeit
geprüft. Das beurteilende Kriterium ist wie folgt:
-
O: Es wird kein Blockieren beobachtet.
-
X: es wird ein Blockieren beobachtet.
(Oberflächenrauheit)
-
Unter Verwendung einer Testvorrichtung ,Taristep' für die
Oberftächenrauheit, hergestellt von Rank-Tera-Hopson Co., wurde die
Oberflächenrauheit bei einer 10.000fachen Vergrößerung bei einer
Messwellenlänge X von 3,3 um bis 167 um auf Basis von JIS B 0601 (1982)
gemessen. Die Länge der Messprobe war 0,5 mm, der Wert war das Mittel von 5
Messungen, und die Einheit wurde in nm umgerechnet.
Tabelle 1 Rußteilchen A
Tabelle 2 Großer Ruß oder Graphitkohlenstoff B
Tabelle 3 Art des Vinylchlorid-Copolymerharzes
EXPERIMENTE 1 (Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5)
(Untersuchung der Art des Vinylchlorid-Copolymeren)
-
Unter Zugrundelegung des zuvor genannten Verfahrens zur Herstellung der
Farbe für die Rückenüberzugsschicht, wurde die Art des Vinylchlorid-Copolymeren
untersucht. Hierzu wurden die in Tabelle 3 angegebenen Vinylchlorid-Copolymeren
benutzt, während als Ruß der Ruß A 8 verwendet wurde. Die
Herstellungsbedingungen der Rückenüberzugsschichten waren wie folgt:
-
Knetbedingungen: Geknetet bei einem Verhältnis PIB von 2,7/1 bei einem
NV von 54 Gew.-% unter Verwendung eines Druckkneters.
-
Dispergierungsbedingungen: Dispergiert bei einem Verhältnis von P/B von
1,2/1 bei einem NV von 25 Gew.-% unter Verwendung von Glasperlen in einer
Sandreibmühle.
-
Verdünnungsbedingungen: eine solche Verdünnung, dass ein Verhältnis P/B
von 1/1 und ein NV von 13% erhalten werden.
-
Die Ergebnisse der Untersuchungen sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
-
R.-Beispiel: Bezugsbeispiel
-
Das Vinylchlorid-Copolymer A mit den aminmodifizierten Vinyleinheiten und
den eine saure funktionelle Gruppe enthaltenden Einheiten ist hinsichtlich der
Farbstabilität nach Verdünnung in der Dispersionsstufe sehr gut, und hinsichtlich
der Oberflächeneigenschaften des Farbfilms nach Beschichtung hervorragend, was
zu befriedigenden elektromagnetischen Eigenschaften führt. Andererseits ist das
Vinylchlorid-Copolymer D mit lediglich den aminmodifizierten Vinyleinheiten
hinsichtlich der Farbstabilität in der Dispergierungsstufe schlecht und hinsichtlich
der Oberflächeneigenschaften des Farbfilms nach dem Beschichten verschlechtert,
aufgrund des Auftretens einer sekundären Aggregation, die zu einer
Verschlechterung der elektromagnetischen Eigenschaften führt. Ferner besteht
beim Vinylchlorid-Copolymer C mit lediglich die sauren funktionelle Gruppen
enthaltenden Einheiten kein Problem hinsichtlich der Farbstabilität in der
Verdünnungsstufe. Jedoch kann keine gute Dispergierbarkeit erhalten werden, so
dass die elektromagnetischen Eigenschaften verschlechtert sind. Ferner ist der
Fall, bei dem das Vinylchlorid-Copolymer C und das Vinylchlorid-Copolymer D in
gleicher Menge miteinander vermischt sind, dem Fall unterlegen, bei dem das
einzelne Copolymer sowohl die aminmodifizierten Vinyleinheiten als auch die
sauren funktionelle Gruppen enthaltenen Einheiten aufweist.
-
Ferner zeigt das Vinylchlorid-Copolymer B, das keine der beiden,
funktionelle Gruppen aufweisenden Einheiten aufweist, bei der Dispergierung den
geringsten Glanz und ist unpraktisch. Auch wenn das Vinylchlorid-Copolymer durch
Nitrocellulose ersetzt wird, sind der Dispersionsglanz und die elektromagnetischen
Eigenschaften verschlechtert, und es werden auch Späne auf der
Rückenüberzugsschicht entwickelt.
VERSUCH 2 (Beispiele 4 bis 12 und Vergleichsbeispiele 6 bis 11)
(Untersuchung der Knetbedingungen)
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Auf Grundlage des zuvor erwähnten Verfahrens zur Herstellung der Farbe
für die Rückenüberzugsschicht wurden folgende Farben unter folgenden Knet-,
Dispergierungs- und Verdünnungsbedingungen hergestellt. Als Ruß wurde der Typ
A 8 verwendet.
-
Knetbedingungen: Geknetet bei einem Verhältnis P/B und NV, die in Tabelle
5 angegeben sind, unter Verwendung eines Druckkneters.
-
Dispergierungsbedingung: Dispergiert bei einem Verhältnis P/B von 1,2/1 bei
einem NV von 25 Gew.-% unter Verwendung von Glasperlen in einer
Sandreibmühle.
-
Verdünnungsbedingungen: Verdünnt, damit ein Verhältnis P/B von 1/1 und
ein NV von 13% erhalten wird.
-
Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle 5 zusammengefasst.
Tabelle 5
VERSUCH 3 (Beispiele 13 und Vergleichsbeispiele 12 bis 14)
(Untersuchung der Knetbedingungen)
-
Unter Zugrundelegung des zuvor erwähnten Verfahrens zur Herstellung der
Farbe für die Rückenüberzugsschicht wurden die folgenden gekneteten und
nichtgekneteten Farben untersucht. Zum Kneten wurde ein Druckkneter verwendet. Das
Dispergieren wurde bei einem Verhältnis P/B von 1,2/1 bei einem NV-Wert von
25% durchgeführt, und die Verdünnung bei einem Verhältnis PIB von 1/1 und
einem NV-Wert von 13%. Als Ruß wurde der Typ A8 benutzt.
-
Die Ergebnisse der Untersuchungen werden in Tabelle 6 gezeigt.
Tabelle 6
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Wenn das Verhältnis P/B außerhalb des Bereichs von 1,5/1 bis 3,5/1 liegt,
oder der NV-Wert außerhalb des Bereichs von 45 bis 60% liegt, kann keine
tonähnliche, hochviskose Farbe erreicht werden. Auch wenn eine tonähnliche
Farbe erreicht wird, ist deren Zustand zu weich oder zu hart, um ein ausreichendes
Kneten durchzuführen. Ferner führt die Herstellung der Farbe unter Verwendung
einer Dispergiervorrichtung allein ohne Kneten zu einer geringen
Produktionseffizienz der Farbe (mehr als 2 Tage). Ferner führt die Verwendung von
Nitrocellulose als Bindemittelharz zu einer geringeren Produktionseffizienz im
Vergleich zur Verwendung des Vinylchlorid-Copolymeren mit sowohl
aminmodifizierten Vinyleinheiten als auch eine saure Gruppe enthaltenden
Einheiten, auch wenn das Dispergieren nach dem Kneten durchgeführt wird.
VERSUCHSBEISPIEL 4 (Beispiel 14 bis 31 und Vergleichsbeispiele 15 bis 34)
(Untersuchung von grobkörnigem Ruß - Graphitkohlenstoff (grobe Teilchen))
-
Unter Zugrundlegung des zuvor genannten Verfahrens zur Herstellung der
Farbe für die Rückenüberzugsschicht wurden Farben hergestellt, indem man die
Art und Menge der zugesetzten groben Teilchen B veränderte. Als Vinylchlorid-
Copolymer wurde das in Tabelle 3 angegebene Copolymer A verwendet.
-
Die Herstellungsbedingungen für die Rückenüberzugsschichten waren wie
folgt:
-
Knetbedingungen: geknetet beim Verhältnis P/B von 2,4/1 bei einem NV-
Wert von 54% unter Verwendung eines Druckkneters.
-
Dispergierungsbedingungen: dispergiert bei einem Verhältnis P/B von 1,2/1
bei einem NV-Wert von 25% unter Verwendung von Glasperlen in einer
Sandreibmühle.
-
Verdünnungsbedingungen: so verdünnt, dass ein Verhältnis P/B von 1/1 und
ein NV-Wert von 13% erhalten wurden.
-
Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Tabelle 7 gezeigt.
Tabelle 7
-
Bezüglich der Teilchengröße der groben Teilchen führen weniger als 150 nm
zu einer Erhöhung des Reibungskoeffizienten sowohl an Metall- als auch
Kunststoffführungen, während ein Überschreiten von 500 nm zu einer
Verschlechterung des Verhältnisses S/N führt, und zwar aufgrund der Versetzung
in Richtung der Magnetschicht infolge grober Vorsprünge.
-
Was die Menge der zugegebenen groben Teilchen anbelangt, so haben
weniger als 0,5 Gewichtsteile keine Wirkung der Verringerung des
Reibungskoeffizienten gegenüber Metall- und Kuns#stoffführungen, während ein
Überschreiten von 2,5 Gewichtsteilen zu einer Verschlechterung des Verhältnisses
S/N durch die Versetzung führt. Infolgedessen wird es bevorzugt, dass
grobkörniger Ruß oder Graphitkohlenstoff mit einer Teilchengröße von 150 nm bis
500 nm in einer Menge von 0,5 bis 2,5 Gewichtsteilen der Rückenüberzugsschicht
zugegeben wird.
VERSUCH 5 (BEISPIELE 32 bis 44 UND VERGLEICHSBEISPIELE 35 bis 52)
(Untersuchung des feinteiligen Rußes)
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Unter Zugrundelegung des zuvor genannten Verfahrens zur Herstellung der
Farbe für die Rückenüberzugsschicht wurden Farben hergestellt, indem man die
Art des feinteiligen Rußes A veränderte. Als Vinylchlorid-Copolymer wurde das in
Tabelle 3 gezeigte Copolymer A verwendet.
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Die Herstellungsbedingungen der Rückenüberzugsschichten waren wie folgt:
-
Knetbedingungen: Geknetet bei einem Verhältnis P/B von 2,7/1 bei einem
NV-Wert von 54% unter Verwendung eines Druckkneters.
-
Dispergierungsbedingungen: Dispergiert bei einem Verhältnis P/B, das in
Tabelle 8 angegeben ist, bei einem NV-Wert von 25 Gew.-% unter Verwendung von
Glasperlen in einer Sandreibmühle.
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Verdünnungsbedingungen: Eine solche Verdünnung, dass das in Tabelle 8
gezeigte Verhältnis P/B und ein NV-Wert von 13 Gew.-% erhalten werden.
-
Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Tabelle 8 angegeben.
Tabelle 8
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Bezüglich der mittleren Teilchengröße von feinteiligem Ruß erhöhen weniger
als 18 nm oder mehr als 25 nm den Dispersionsglanz nicht, was zu einer
Verschlechterung der Oberflächenglätte führt und die elektromagnetischen
Eigenschaften der Magnetschicht verschlechtert.
-
Hinsichtlich der DBP-Ölabsorption feinteiligen Rußes führen weniger als 90
cm³/100 g zu einer unzureichenden Dispersion und verursachen keine
Verbesserung des Glanzes, wenn er nicht in einem hohen Verhältnis P/B
dispergiert wird, (beispielsweise bei einem Verhältnis P/B, das 2,0/1 überschreitet).
Andererseits ist es schwierig, dass Ruß mit einer DBP-Olsabsorption von mehr als
125 cm³/100 g den Absenkungs-Schock verursacht, jedoch ist der Glanz schwerlich
zu verbessern, und auch die Oberflächenrauheit neigt dazu, schlechter zu werden.
Infolgedessen sind die elektromagnetischen Eigenschaften verschlechtert.
-
Demgemäß wird die Dispersion feinteiligen Rußes gemäß vorliegender
Erfindung mit einer DBP-Ölabsorption von 90 cm³/100 g bis 125 cm³/100 g,
vorzugsweise bei einem Verhältnis P/B, das etwas höher als dasjenige nach der
Verdünnung ist, nämlich innerhalb des Bereichs von 0,8/1 bis 3,5/1 durchgeführt.
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Hinsichtlich des Verhältnisses P/B nach der Verdünnung, führt ein Wert von
weniger als 0,5/l zur Tendenz, ein Blockieren bei der Magnetschicht zu
verursachen, während ein Überschreiten des Werts 1,2/1 die
Rückenüberzugsschicht brüchig macht, so dass sie für das Auftreten von Spänen anfällig wird.
-
Infolgedessen wird es bevorzugt, dass der feinteilige, der
Rückenüberzugsschicht zugegebene Ruß eine mittlere Teilchengröße von 18 nm bis 25 nm und
eine DBP-Ölabsorption von 90 cm³/100 g bis 125 cm³/100 g besitzt, und das
Verhältnis P/B nach der Verdünnung vorzugsweise 0,5/1 bis 1,2/1 ist.
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Die erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedien haben eine
gute Farbstabilität, keine Späne auf dem Rückenüberzug, zeigen gegenüber Metall-
und Kunststoffführungen einen niederen Drehmomentwert beim Rückspulen und
können die Laufeigenschaften und Dauerhaftigkeit ohne nachteilige Wirkung auf die
elektromagnetischen Eigenschaften verbessern.