DE3433326A1

DE3433326A1 - Magnetisches aufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3433326A1
Application number: DE19843433326
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Saku Nagano Arioka; Toshiaki Ide; Yuichi Komoro Nagano Kubota; Masaharu Komoro Nagano Nishimatsu
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1983-09-12
Filing date: 1984-09-11
Publication date: 1985-03-28
Anticipated expiration: 2004-09-12
Also published as: US4618535A; JPS6059528A; DE3433326C2; JPH0572647B2

Description

1A-4737

TDK-242 (880025)

TDK CORPORATION Tokyo, Japan

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Aufzeichnungsmedium sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Bei dem Aufzeichnungsmedium findet sich eine rückwärtige Beschichtung auf einem dünnen, folienartigen, magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einer dünnen,> ferromagnetischen Metall (oder Legierungs)schicht, welche auf dem Substrat, z. B. einem Polyester-Substrat, aufgebracht wurde, z.B. durch Elektroplattierung, durch chemische Plattierung, durch Dampfabscheidung, durch Sputterung, durch Ionenplattierung oder dergl., und zwar zum Zwecke der Senkung des Reibungskoeffizienten und der Vermeidung einer Kräuselung, so daß die Signalausfälle auf ein Minimum gebracht werden.

Magnetbänder werden weithin auf dem Audio-Gebiet, dem Video-Gebiet und dem Computer-Gebiet oder dergl. angewendet. Die Menge ah Information, welche auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gespeichert werden kann, steigt von Jahr zu Jahr. Es besteht ein wachsender Bedarf nach Aufzeichnungsmedien mit hoher Aufzeichnungsdichte.

Eine dünne, ferromagnetische Metallschicht, welche durch Elektroplattierung oder durch chemische Plattierung oder durch Dampfabscheidung oder Sputterung oder durch Ionenplattierung ausgebildet wird, besteht zu 100% aus Metali oder einer Metallegierung. Sie eignet sich somit zu äußerst hohen Aufzeichnungsdichten. Wenn jedoch eine dünne, ferromagnetische Metallschicht nach einem solchen Verfahren ausgebildet wird, so hat der Oberflächenzustand des Substrats einen beträchtlichen Einfluß auf den Oberflächenzustand der dünnen, ferromagnetischen Beschichtung.

Um die AbstandsVerluste in Bezug auf den magnetischen Kopf auf ein Minimum zu bringen, sollte die Oberfläche der magnetischen Beschichtung so glatt wie möglich sein. Gleichzeitig sollte die Abscheidung von Fremdmaterialien vermieden werden, um Signalausfälle zu verringern. Im Falle einer dünnen Metallbeschichtung sind die Oberflächeneigenschaften wesentlich verbessert im Vergleich zu einer magnetischen Beschichtung aus einem in einem Bindemittel dispergierten, magnetischen Metallpulver. Da jedoch die Oberflächenrauhigkeit nur 0,01/um beträgt (R₂₀-Wert, d.h. Durchschnittswert aus 20 Messungen, wobei der Abbruchpunkt 0,17 mm bei dem weiter unten näher zu erläuternden Tallistep-Verfahren beträgt), ist die Kontaktfläche relativ groß und somit ist auch der Reibungskoeffizient relativ groß. Hierdurch wird ein glatter Bandlauf erschwert. Ferner besteht ein Trend zur Verringerung der Dicke der Substratfolie, z.B. einer Kunststoff-Basisfolie aus Polyethy-

lenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polyimid oder Polyamid. Derzeit werden Versuche mit Basisfolien mit einer Dicke von 11/um oder weniger unternommen. Mit der Verringerung der Dicke der Basisfolie wird das Aufzeichnungsmedium nun so flexibel, daß die Reibung steigt und beim Aufwickeln eine Adhäsion stattfindet, wobei insbesondere eine Adhäsion an den Führungsrollen oder an den Stützstiften oder dergl. eintritt. Ferner neigt die dünne, magnetische Metallschicht dazu, das Medium zu kräuseln.

Wenn die Oberfläche in dem oben beschriebenen Maße glatt ist, so führen selbst sehr kleine Abstände, welche durch die Abscheidung sehr feiner Fremdmaterialien verursacht werden können, häufig zu Signalausfällen.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und ein magnetisches Aufzeichnung?~ medium zu schaffen, bei dem eine dünne, magnetische Metallschicht vorgesehen ist und bei dem eine rückwärtige Beschichtung vorgesehen ist, welche eine Reihe vorteilhafter Wirkungen entfaltet.

Es wurde festgestellt, daß die Abrasion der rückwärtigen Beschichtung sowie die Kräuselung oder Adhäsion des magnetischen Aufzeichnungsmediums verringert werden kann, indem man eine rückwärtige Beschichtung aus einer wärmehärtbaren Masse aufbringt, welche Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres, Polyurethan und Polyisocyanat umfaßt oder welche die vorgenannten Komponenten und zusätzlich Nitrocellulose umfaßt. Ferner kann man eine strahlungsempfindliche Harzmasse verwenden, z. B. ein strahlungsempfindliches Harz, das Acry!doppelbindungen, Maleindoppelbindungen oder Doppelbindungen vom Allyl-Typ umfaßt.

Es wurde ferner festgestellt, daß bei Ausbildung der rückwärtigen Beschichtung mit Hilfe eines wärmehärtbaren oder strahlungshärtbaren Harzes die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung extrem wichtig ist, da nämlich die Oberflächenrauhigkeit der dünnen, ferromagnetischen Metallschicht äußerst gering ist und nur etwa 0,01 um beträgt, so daß die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung im Bereich von 0,05 bis 0,4μΐη liegen sollte, so daß das S/N-Verhältnis und die Laufeigenschaften verbessert werden können. Wenn die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung 0,4 pm übersteigt, so können die Eigenschaften der Oberfläche der ferromagnetischen Beschichtung nicht wirksam genutzt werden, so daß das S/N-Verhältnis beträchtlich abnimmt. Wenn andererseits die Oberflächenrauhigkeit weniger als 0,05 um beträgt, so ist die Reibung der rückwärtigen Beschichtung zu groß und die Laufcharakteristika sind beeinträchtigt.

Die rückwärtige Beschichtung neigt dazu, sich elektrostatisch aufzuladen, und zwar durch die Reibung mit den Führungswalzen. Dabei kommt es zur Adsorption von Staub, wodurch Signalausfälle verursacht werden, der Aufwicklungszustand des Magnetbands irregulär wird oder Schwankungen bei der Ausgangsleistung eintreten. Derartige Nachteile können minimalisiert werden durch die Einverleibung von leitfähigen Teilchen wie beispielsweise Ruß in die rückwärtige Beschichtung. Beim Einsatz von Ruß kommt es jedoch leicht zu einem Abkratzen desselben durch kontaktierende Teile wie beispielsweise Führungspfosten für die Aufzeichnung oder Wiedergabe oder durch Scherbeanspruchungen zwischen der Oberfläche der magnetischen Schicht und der Ober fläche der rückwärtigen Beschichtung, wenn das Band aufgewickelt wird. Dadurch werden Signalausfälle verursacht. Dieses Phänomen ist der Brüchigkeit des Rußes zuzuschreiben.

Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Probleme möglichst gering sind und wobei insbesondere die Abrasion der magnetischen Beschichtung sowie der rückwärtigen Beschichtung minimal ist. Zu diesem Zweck wird der rückwärtigen Beschichtung Ruß mit einer durchschnittlichen Teilchengröße im Bereich von 10 bis 150 mpm (ermittelt durch elektronenmikroskopische Messung - das gilt auch im folgenden) einverleibt sowie eine pulverförmige anorganische Verbindung mit einer Mohshärte von höchstens 6 und einer Teilchengröße von 10 bis 500 mum, beispielsweise CaCO,, Kaolin, BaSO- oder Fe₂O₃. Es wurde festgestellt., daß man auf diese Weise das Problem der Brüchigkeit des Rußes lösen kann. Unter milden Bedingungen kann Ruß allein verwendet werden, ohne daß irgendwelche besonderen Probleme auftreten. Bei Verwendung unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit (z.B. bei 40⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 80 ⁰O wirkt die weiche pulverförmige anorganische Verbindung ausgleichend für die Brüchigkeit des Rußes, wodurch die Abrasion reduziert wird. Ferner wirkt eine derartige pulverförmige anorganische Verbindung ausgleichend für die schlechte Dispergierbarkeit des Rußes, was zu einer. Verbesserung der Oberflächencigenschaften sowie zu einer Verbesserung der elektromagnetischen Charakteristika der rückwärtigen Beschichtung führt.

Erfindungsgemä-ß wird somit ein magnetisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, welches eine Kunststoffbasisfolie umfaßt sowie eine dünne, magnetische Metallbeschichtung auf einer Seite der Basisfolie und eine rückwärtige Beschichtung auf der anderen Seite der Basisfolie. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Beschichtung im wesentlichen aus einem wärmegehärteten oder strahlungsgehärteten Harz besteht, in dem Ruß und pulverförmige anorganische Verbindung einheitlich dispergiertsind. Die

Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung beträgt 0,05 bis 0,4 pm. Der Ruß hat eine Teilchengröße von 10 bis 150 mpm, ermittelt durch elektronenmikroskopische Messung. Die pulverförmige anorganische Verbindung hat eine Mohshärte von höchstens 6 und eine Teilchengröße von 10 bis 500 mpm und das Verhältnis von Ruß zu pulverförmiger anorganischer Verbindung beträgt von 1 : 9 bis 9:1.

Im allgemeinen können die rückwärtigen Beschichtungen, welche auf der rückwärtigen Seite einer dünnen Basisfolie, z. B. einer Polyesterbasisfolie, ausgebildet werden, in zwei Klassen eingeteilt werden. Bei dem einen Typ handelt es sich um eine wärmehärtbare Harzmasse und bei dem anderen Typ um eine strahlungshärtbare Harzmasse (welche durch ionisierende Strahlung härtbar ist).

Es wurde festgestellt, daß die wärmehärtbare Harzmasse, welche für die rückwärtige Beschichtung verwendet werden kann, ein wärmehärtbares Bindemittel ist, welches Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres, Polyurethan-Präpolymeres und Polyisocyanat enthält. Ferner kommt ein wärmehärtbares Bindemittel in Frage, welches die vorgenannten Komponenten und zusätzlich Nitrozellulose enthält. Dabei erzielt man vorzügliche Wärmehärtungseigenschaften. In jedem Falle enthält die rückwärtige Beschichtung Ruß und pulverf örmige anorganische Verbindung. Die strahlungshärtbare Harzmasse, welche für die rückwärtige Beschichtung verwendet werden soll, ist ein Harzbindemittel, welches im wesentlichen aus einem strahlungsempfindlichen Harz besteht, welches strahlungsempfindliche Doppelbindungen enthält, z. B. Acryl-Doppelbindungen, Malein-Doppelbindungen oder Doppelbindungen vom Allyl-Typ, und zusätzlich Ruß und pulverförmige anorganische Verbindung. Der erfindungsgemäß zu verwendende Ruß hat eine durchschnittliche Teilchengröße von 10 bis 150 mum. Falls die durchschnittliche Teilchengröße weniger als 10 πιμίη beträgt, kommt es zu einer örtlichen

Konzentrierung des Rußes, und die Oberfläche der rückwärtigen Beschichtung wird rauher und führt leicht zu nachteiligen Effekten auf die magnetische Schicht, welche mit ihr in Kontakt steht. Ferner wird die Elektroleitfähigkeit schlechter, was den Einsatz einer größeren Menge erforderlich macht. Falls andererseits die durchschnittliche Teilchengröße 150 mpm übersteigt, verstärkt sich das Problem der Abrasion der Oberfläche der rückwärtigen Beschichtung, wenn auch die Elektroleitfähigkeit verbessert ist. Die abradierten Teilchen lagern sich leicht auf der Oberfläche der magnetischen Schicht ab und führen somit zu Signalausfallen. Erfindungsgemäß kann das Problem der Brüchigkeit des Rußes vollständig vermieden werden durch die Verwendung einer anorganischen Verbindung in Pulverform mit einer Mohshärte von höchstens 6. Als bevorzugte anorganische Verbindung seien beispielsweise Pulver mit einer Mohshärte von höchstens 6.wie beispielsweise CaCO.,, Kaolin, BaSO, oder oi-Fe^O,, erwähnt. Die Teilchengröße eines derartigen Pulvers beträgt im allgemeinen von 10 bis 500 mum. Der Ruß erzeugt bei normalen Temperaturen keinerlei Probleme. Bei seiner Kombination mit z. B. CaCO, wird das Problem der Abrasion der rückwärtigen Beschichtung selbst unter Bedingungen hoher Temperaturen und hoher Feuchtigkeit (z.B. bei 4O⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 80 l~) vollständig vermieden. Darüber hinaus ist es auf diese Weise möglich, das Problem der Abrasion der magnetischen Schicht zu lösen. Das Verhältnis von Ruß zu der anorganischen Verbindung in Pulverform beträgt von 1 : 9 bis 9 : 1 (Gewichtsverhältnis). Es wurde ferner festgestellt, daß gute Ergebnisse erhalten werden, wenn man die genannten Komponenten in einer Menge von 20 bis 80 %, bezogen auf die Gesamtmenge der rückwärtigen Beschichtung, verwendet.

Die dünne magnetische Metallschicht ist im Vergleich zu der magnetischen Schicht, die aus e^-Fe^O., oder kobalthaltigem

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¹X-Fe-O, hergestellt wurde, brüchig. Demgemäß neigt die Oberfläche der magnetischen Schicht dann,wenn eine anorganische Verbindung in Pulverform mit einer Mohshärte von über 6 für die rückwärtige Beschichtung eingesetzt wird, dazu, gegenüber Abrasion anfällig zu werden. Dieses Problem kann jedoch erfindungsgemäß verhindert werden, indem man eine anorganische Verbindung in Pulverform mit einer Mohshärte von höchstens 6 einsetzt. Darüber hinaus hat dieses anorganische Pulver eine bessere Dispergierbarkeit als Ruß. Folglich kann durch die Einverleibung der pulverförmigen anorganischen Verbindung die Oberflächenrauhigkeit reduziert werden, die Übertragung der Konfiguration auf die Oberfläche der magnetischen Schicht kann vermieden werden und die elektromagnetischen Charakteristika können verbessert werden. Dieses Ergebnis ist der Tatsache zuzuschreiben, daß durch die Verwendung des Materials mit einer Mohshärte von höchstens 6 eine zweckentsprechende Flexibilität erreicht wird.

Die Mengenverhältnisse der Komponenten des Bindemittels für die rückwärtige Beschichtung können im Falle des wärmehärtbaren Bindemittels in weiten Bereichen variiert werden. Im Falle einer Kombination eines Vinylchlorid- Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeren und eines Polyurethans ist es bevorzugt, 10 bis 80 Gew.% der ersteren Komponente zu wählen, wobei der Rest aus der letzteren Komponente besteht. Ferner wird Polyisocyanat in einer Menge von 5 bis 80 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der beiden vorgenannten Harze, zugesetzt.

Falls man Nitrocellulose zu dieser Bindemittelmasse zusetzt, so wählt man 15 bis 60 Gew.% Nitrocellulose, 15 bis 60 Gew.\ Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres und 10 bis 70 Gew.% Polyurethan, so daß man insgesamt 100 Gew.% erhält. Sodann setzt man Polyisocyanat in einer Menge von 5 bis 80 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der obigen drei Harze, zu. Der Zusatz der Nitrocellulose dient zur weiteren Verringerung der Adhäsion und zur Verbesserung der Abrasionsfestigkeit.

Falls man ein strahlungshärtbares Bindemittel für die rückwärtige Beschichtung verwendet, so können die folgenden Harze mit strahlungshärtbaren Doppelbindungen, z. B. Acryl-Doppelbindungen, Malein-Doppelbindungen oder Doppelbindungen vom Allyl-Typ, verwendet werden.

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(I) Copolymere vom Viiiylchlorid-Typ

Es seien die folgenden Copolymeren erwähnt: Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylalkohol-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylalkohol-Vinylpropionat-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, deren Alkylgruppe OH-terminierte Seitenketten aufweist, wie VROH, VYNC oder VYEGX der Union Carbide Corporation (UCC), USA), sowie mit Maleinsäure modifiziertes VERR (UCC).

Diese Copolymeren können durch Einführung von Acryl-, Malein- oder Allyl-Doppelbindungen nach einem weiter unten zu erläuternden Verfahren in strahlungsempfindliche Harze umgewandelt werden.

(II) Gesättigte Polyesterharze

Es seien die folgenden gesättigten Polyesterharze erwähnt, welche durch Veresterung von gesättigten, mehrbasischen Säuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Maleinsäure, Maleinsäurederivate, Bernsteinsäure, Adipinsäure oder Sebacinsäure, mit mehrwertigen Alkoholen, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Butandiol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Pentaerythrit, Sorbit, Glycerin, Neopentylglykol oder 1,4-Cyclohexan-dimethanol, erhalten werden. Ferner können die so erhaltenen Polyesterharze modifiziert werden, z.B. mit SO₅ Na(z.B. Vylon 53S).

Diese Harze können zu strahlungsempfindlichen Harzen nach einem weiter unten erläuterten Verfahren modifiziert werden.

(III) Ungesättigte Polyesterharze

Es seien Polyesterverbindungen genannt, welche strahlungshärtbare, ungesättigte Doppelbindungen in den Molekülketten enthalten, z.B. ungesättigte Polyesterharze, Präpolymere und Oligomere, welche strahlungshärtbare, ungesättigte Doppelbindungen enthalten und welche den gesättigten Polyesterharzen entsprechen, die gemäß Abschnitt (II) auf mehrbasischen Säuren und mehrwertigen Alkoholen durch Veresterung erhalten werden. Dabei wird jedoch ein Teil der mehrbasischen Säure durch beispielsweise Maleinsäure ersetzt.

Beispiele der mehrbasischen Säuren und der mehrwertigen Alkohole für die gesättigten Polyesterharze umfassen diejenigen Verbindungen, welche oben in Abschnitt (II) erwähnt wurden, und Beispiele für die strahlungshärtbaren, ungesättigten Doppelbindungen sind Doppelbindungen, welche aus Maleinsäure, Fumarsäure oder dergl. hervorgehen.

Das strahlungshärtbare, ungesättigte Polyesterharz kann erhalten werden durch Zusatz von Maleinsäure, Fumarsäure oder dergl. zu mindestens einer mehrbasischen Säurekomponente und mindestens einer mehrwertigen Alkoholkomponente, gefolgt von einer Umsetzung des Gemisches unter Wasserentzug oder Alkoholentzug auf übliche Weise, d.h. bei einer Temperatur von 180 bis 200⁰C in einer Stickstoffatmosphäre in Gegenwart eines Katalysators, gefolgt von einer Anhebung der Temperatur auf 240 bis 280⁰C und einer Kondensationsreaktion unter vermindertem Druck von 0,5 bis 1 mmHg unter Bildung des Polyesterharzes. Der Gehalt an Maleinsäure, Fumarsäure oder dergl. kann im Bereich von 1 bis 40 Mol-96 oder vorzugsweise 10 bis 30 Mol-96 in der Säurekomponente · liegen im Hinblick

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auf den Grad der Vernetzung, welcher bei der Herstellung und bei der Strahlungspolymerisation usw. erhalten werden soll.

(IV) Harze vom Polyvinylalkohol-Typ

Es seien erwähnt Polyvinylalkohol, Butyralharze, Acetalharze, Formalharze und Copolymere dieser Komponenten. Die Hydroxylgruppen, welche in diesen Harzen enthalten sind, können nach weiter unten zu erläuternden Verfahren in strahlungsempfindliche Gruppen umgewandelt werden.

(V) Harze vom Epoxy-Typ und vom Phenoxy-Typ

Als Epoxyharze kommen Harze aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, Methylepichlorhydrin oder dergl. in Frage, wie Epikote 152, 154, 828, 1001, 1004 und 1007 (Shell Chemical Company); DEN431, DER732, DER511 und DER331 (Dow Chemical Company); Epiclon-400 und Epiclon-800 (Dai-Nippon Ink K.K!); Phenoxyharze umfassen PKHA, PKHC und PKHH (UCC), dabei handelt es sich um hochpolymerisierte Harze. Ferner kommen in Frage Copolymere des bromierten Bisphenol A mit Epichlorhydrin, wie Epiclon 145, 152, 153 und 1120 (Dai-Nippon Ink & Chemicals Co.) und dergl.

Die strahlungsempfindliche Modifizierung wird bewirkt unter Ausnutzung der Epoxy gruppen, welche in diesen Harzen enthalten sind.

(VI) Cellulose-Derivate

Cellulose-Derivate mit verschiedensten Molekulargewichten können als thermoplastische Komponenten eingesetzt werden. Besonders wirksam und bevorzugt sind Nitrocellulose, Celluloseaceto-butyrat, Ethylcellulose, Butylcellulose, Acetylcellulose und dergl.

Diese Cellulosederivate können zu strahlungsempfindlichen Harzen umgewandelt werden unter Aktivierung der Hydroxylgruppen nach weiter unten zu erläuternden Verfahren.

Neben diesen Harzen können auch polyfunktionelle Polyesterharze, Polyester-etherharze, Polyvinylpyrrolidonharze und Derivate derselben (z.B. PVP-Olefin-Copolymere), Polyamidharze, Polyimidharze, Phenolharze, Spiroacetalharze, Acrylharze mit mindestens einer Acryl- oder Methacrylsäure ster-Einheit mit einer Hydroxylgruppe als Polymerisationskomponente und dergl. verwendet werden.

Ferner kann man ein thermoplastisches Elastomeres oder Präpolymeres mit dem vorerwähnten, strahlungsempfindlichen, modifizierten, thermoplastischen Harz kombinieren. Auf diese Weise erhält man einen Beschichtungsfilm mit größerer Zähigkeit oder Festigkeit. Wenn auch ein solches Elastomeres oder Präpolymeres durch Modifizierung strahlungsempfindlich gemacht wird, so erzielt man noch bessere Ergebnisse, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.

Im folgenden seien einige Beispiele für Elastomere und Präpolymere angegeben, welche mit den oben erwähnten, strahlungsempfindlichen Harzen kombiniert werden können.

(I) Polyurethanelastomere, -präpolymere und -telomere

Die Verwendung von Polyurethanelastomeren ist besonders wirksam, da ihre Abriebfestigkeit und ihre Adhäsion gegenüber EPT-Folien zufriedenstellend sind.

Beispiele wirksamer Urethanverbindungen sind Polyurethanelastomere, -präpolymere und -telomere, welche aus Poly-

kondensaten von verschiedenen, mehrwertigen Isocyanaten als Isocyanatkoiaponenten und verschiedenen Polyestern erhalten werden.. Als Isocyanat-Komponenten kommen in Frage 2,4-Toluol-diisocyanat, 2,6-Toluol-diisocyanat, 1,3-Xylol-diisocyanat, 1,4-Xylol-diisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, m-Phenylen-diisocyanat, p-Phenylen-diisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diphenylmethan-diisocyanat, 4,4'-Diphenylmethan-diisocyanat, 3,3'-Dimethylbiphenylendiisocyanat, 4,4'-Biphenylen-diisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophoron-diisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, Desmodule L, Desmodule N usw.; als Polyester kommen in Betracht lineare, gesättigte Polyester (z.B. solche, die erhalten werden durch Polykondensation mehrwertiger Alkohole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Pentaerythrit, Sorbit, Neopentylglykol, 1,4-Cyclohexan-dimethanol, usw., mit gesättigten, mehrbasischen Säuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Maleinsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, usw.), lineare, gesättigte Polyether (z.B. Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polytetraethylenglykol usw.) wie auch Caprolactam, Hydroxylgruppen enthaltende Acrylsäureester, Hydroxylgruppen enthaltende Methacrylsäureester und dergl·

Diese Elastomeren können so, wie sie sind, mit verschiedenen strahlungsempfindlichen, thermoplastischen Harzen kombiniert werden. Es ist jedoch besonders wirksam, diese Elastomeren mit einem Monomeren mit einer Acryl-Doppelbindung, einer Allyl-Doppelbindung oder dergl. umzusetzen. Die Umsetzung findet mit den terminalen Isocyanatgruppen oder Hydroxylgruppen im Urethanelastomeren statt. Auf diese Weise erhält man durch Modifizierung strahlungsempfindliche Harze.

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(II) Elastomere aus Acrylnitril-Butadien-Copolymeren

Präpolymere der Acrylnitril-Butadien-Copolymeren sind geeignet, welche terminale Hydroxylgruppen aufweisen, wie "poly BD Liquid Resin" (Sinclair Petrochemicals Corp.)» oder Elastomere, wie "Hycar 1432J" (Japanese Zeon K.K.), usw.; dabei handelt es sich um besonders günstige Elastomerkomponenten ; die Doppelbindungen in den Butadien-Struktureinheiten führen bei Bestrahlung zu Radikalen, welche Vernetzungsreaktionen und Polymerisation bewirken.

(III) Polybutadien-Elastomere

Präpolymere mit niedrigem Molekulargewicht mit tenninalen Hydroxylgruppen, wie "Poly BD Liquid Resin R-15" (Sinclair Petrochemicals Corp.), sind besonders geeignet in bezug auf ihre Kompatibilität mit thermoplastischen Harzen. Bei dem R-15-Präpolymeren ist es aufgrund der terminalen Hydroxylgruppen des Moleküls möglich, die Strahlungsempfindlichkeit durch Addition von acrylischen ungesättigten Doppelbindungen an die terminalen Enden des Moleküls zu erhöhen. Hierdurch erhält man Präpolymere, welche mit großem Vorteil als Bindemittel verwendet werden können.

Ferner kommen cyclische Produkte des Polybutadiene in Frage, wie "CBR-M901" (Japan Synthetic Rubber Co.). Diese zeigen ein vorzügliches Verhalten bei Kombination mit thermoplastischen Harzen. Insbesondere sind cyclisierte Polybutadiene hoch wirksam zur Vernetzung und Polymerisation durch Bestrahlung, da die in dem Polybutadien enthaltenen Doppelbindungen zu Radikalen führen. Somit machen ihre Eigenschaften sie vorzüglich als Bindemittel geeignet.

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Ferner sind unter den thermoplastischen Elastomeren und Präpolymeren die folgenden besonders geeignet: Styrol-Butadien-Kautschuk, chlorierter Kautschuk, Acrylkautschuk, Isoprenkautschuk und ihre cyclisierten Produkte (z. B. CIR7O1; Japan Synthetic Rubber K.K.) sowie Elastomere, wie Epoxy-modifizierter Kautschuk oder gesättigte, lineare Polyester mit innerer Weichstellung (z.B.Vylon Nr. 300; Toyo Spinning K.K.). Diese können ohne weiteres einer modifizierenden Behandlung unterzogen werden, um sie strahlungsempfindlich zu machen. Dies wird weiter unten näher erläutert.

Zusätzlich zu diesen Elastomeren können auch Epoxyharze, Phenoxyharze oder Vinylchlorid-Vinylidenchlorid-Copolymere zugesetzt werden oder aber Cellulosederivate.

Im folgenden soll die Synthese der strahlungsempfindlichen Bindemittel näher anhand von Beispielen erläutert werden.

Herstellung von Tolylen-diisocyanat-Addukt (a) Synthese eines Acryl-modifizierten Produktes aus einem Harz von Typ des Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren (strahlungsempfindliches, modifiziertes Harz)

750 Gew.Teile Vinylite VAOI, 1250 Gew.Teile Toluol und 500 Gew.Teile Cyclohexanon werden in einen Vierhalskolben mit einem Fassungsvermögen von 5 1 eingefüllt und unter Erhitzen aufgelöst. Nach Anheben der Temperatur auf 80⁰C gibt man 61 ,A Gew.Teile 2-Hydroxyethyl-methacrylat-Addukt von Tolylen-diisocyanat zu. Ferner setzt man 0,012 Gew.Teile Zinnoctylat und 0,012 Gew.Teile Hydrochinon zu und führt die Umsetzung bei einer Temperatur von 80⁰C in einem Stickstoffstrom durch, bis die Umwand-

lung an NCO 9096 erreicht hat. Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionssystem abgekühlt und durch Zugabe von 1250 Gew. Teilen Methylethylketon verdünnt.

Herstellung des 2-Hydroxyethyl-methacrylat(2HEMA)-Adduktes von Tolylen-diisocyanat (TDI)

348 Gew.Teile Tolylen-diisocyanat werden in einem Vierhalskolben mit einem Fassungsvermögen von 1 1 in einem Stickstoffstrom auf eine Temperatur von 8O⁰C erhitzt. An schließend tropft man 260 Gew.Teile 2-Hexamethylenmethacrylat, 0,07 Gew.Teile Zinnoctylat und 0,05 Gew.Teile Hydrochinon in das Reaktionsgefäß, wobei man kühlt, um die Temperatur im Inneren des Reaktionsgefäßes im Bereich von 80 bis 85⁰C zu halten. Nach beendetem Zutropfen wird die Mischung 3 h bei 8O⁰C zur Vervollständigung der Reaktion gerührt. Nach beendeter Umsetzung wird das Reaktionsprodukt aus dem Reaktionsgefäß entnommen und ab gekühlt. Man erhält 2-Hydroxyethy1-methacrylat(2HEMA)-Addukt von Tolylen-diisocyanat (TDI) als weiße Paste.

(b) Synthese eines Acryl-modifizierten Produktes eines Butyralharzes (strahlungsempfindliches, modifiziertes Harz)

Ein Vierhalskolben mit einem Fassungsvermögen von 5 1 wird mit 100 Gew.Teilen eines Butyralharzes (BM-S; Sekisui Chemical Co.) zusammen mit 191,2 Gew.Teilen Toluol und 71,4 Gew.T eilen Cyclohexanon beschickt und das Ganze unter Erhitzen aufgelöst. Nach Anheben der Tempera tur auf 80⁰C gibt man 7,4 Gew.Teile 2-Hydroxyethylmethacrylat-Addukt von Tolylendiisocyanat zu der Lösung, gefolgt von weiterer Zugabe von 0,015 Gew.Teilen Zinnoctylat und 0,015 Gew.Teilen Hydrochinon. Anschließend wird die Reaktion in einem Stickstoffstrom bei 80⁰C durchgeführt, bis die Umwandlung an NCO mindestens 9096

erreicht hat. Nach beendeter Reaktion wird das Reaktionsprodukt abgekühlt und mit Methylethylketon verdünnt.

(c) Synthese eines Acryl-modifizierten Produktes eines gesättigten Polyesterharzes (strahlungsempfindliches, modifiziertes Harz)

100 Gew.Teile Vylon RV-200 (Toyo Spinning Co.) werden unter Erhitzen in 116 Gew.Teilen Toluol und 116 Gew.Teilen Methylethylketon aufgelöst. Nach Anheben der Temperatur auf 80⁰C setzt man 3*55 Gew.Teile des 2-HEMA-Adduktes von TDI und anschließend 0,007 Gew.Teile Zinnoctylat und 0,007 Gew.Teile Hydrochinon zu. Dann wird die Reaktion bei 80⁰C in einem Stickstoffstrom durchgeführt, bis die Umwandlung an NCO mindestens 90% erreicht hat.

(d) Synthese eines Acryl-modifizierten Produktes eines Epoxyharzes (strahlungsempfindliches, modifiziertes Harz)

400 Gew.Teile Epikote 1007 (Shell Chemical Co.) werden unter Erhitzen in 50 Gew.Teilen Toluol und 50 Gew.Teilen Methylethylketon aufgelöst. Anschließend gibt man 0,006 Gew.Teile N,N-Dimethylbenzylamin und 0,003 Gew.-Teile Hydrochinon zu der Lösung und erhöht die Temperatur auf 80⁰C. dann tropft man 69 Gew.Teile Acrylsäure zu und führt die Umsetzung bei 80⁰C durch, bis die Säurezahl 5 oder weniger beträgt.

(e) Synthese eines Acryl-modifizierten Produktes eines Urethan-Elastomeren (strahlungsempfindliches Elastomeres)

250 Gew. Teile eines Urethan-Präpolymeren vom Diphenylmethan-diisocyanat(MDI)-Typ mit endständigen Isocyanatgruppen (Nipporan 4040; Nippon Polyurethane Industry Co.), 32,5 Gew.Teile 2HEMA, 0,07 Gew.Teile Hydrochinon und

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0,009 Gew.Teile Zinnoctylat werden in ein Reaktionsgefäß eingefüllt und unter Erhitzen bei 80⁰C aufgelöst. Dann werden 43,5 Gew.Teile TDI in das Reaktionsgefäß eingetropft, wobei man kühlt, um die Temperatur im Inneren des Reaktionsgefäßes in einem Bereich von 80 bis 90⁰C zu halten. Nach beendetem Zutropfen wird die Reaktion bei 80⁰C durchgeführt, bis die Umwandlung an NCO mindestens 9596 erreicht hat.

(f) Synthese eines Acryl-modifizierten Produktes eines modifizierten Polyether-Elastomeren mit endständigen Urethangruppen (strahlungsempfindliches Elastomeres)

250 Gew.Teile eines Polyethers (PTG-500; Nippon Polyurethane Industry), 32,5 Gew.Teile 2HEMA, 0,007 Gew.Teile Hydrochinon und 0,009 Gew.Teile Zinnoctylat werden in ein Reaktionsgefäß eingefüllt und unter Erhitzen bei 8O⁰C aufgelöst. Dann werden 43,5 Gew.Teile TDI in das Reaktionsgefäß eingetropft, wobei man kühlt, um die Temperatur im Inneren des Reaktionsgefäßes im Bereich von 80 bis 90⁰C zu halten. Nach beendetem Zutropfen wird die Rektion bei 80⁰C weitergeführt, bis die Umwandlung an NCO mindestens 95# erreicht hat.

(g) Synthese eines Acryl-modifizierten Produktes eines Polybutadien-Elastomeren (strahlungsempfindliches Elastomeres)

250 Gew.Teile Polybutadien mit niedrigem Molekulargewicht und enJständigen Hydroxylgruppen (Poly-BD-Liquid-Resin R-15; Sinclair Petrochemicals, Inc.), 32,5 Gew.Teile 2HEMA, 0,007 Gew.Teile Hydrochinon und 0,009 Gew.Teile Zinnoctylat werden in ein Reaktionsgefäß eingefüllt und unter Erhitzen bei 80⁰C aufgelöst. Dann tropft man 43,5 Gew.Teile TDI zu, wobei man kühlt, um die Temperatur im Inneren des Reaktiorqgefäßes im Bereich von 80 bis 90⁰C

zu halten. Nach beendetem Zutropfen wird die Reaktion bei 80⁰C weitergeführt,
stens 95% erreicht hat.

bei 80⁰C weitergeführt, bis die Umwandlung an NCO minde-

Unter den hochpolymeren Substanzen finden sich solche, welche bei Bestrahlung Zersetzungsreaktionen erleiden, und solche, welche bei Bestrahlung Molekülvernetzungen erleiden. Zu denjenigen, welche bei Bestrahlung Vernetzungsreaktionen zeigen, gehören Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyacrylsäureester, Polyacrylamid, Polyvinylchlorid, Polyester, Polyvinylpyrrolidon-Kautschuk, Polyvinylalkohol und Polyacrolein. Solche vernetzenden Polymeren können als strahlungshärtbare Beschichtungsharze für die rückwärtige Schicht verwendet werden. Es ist nicht erforderlich, diese einer besonderen modifizierenden Behandlung zu unterziehen, da sie auch ohne eine solche Behandlung zu einer Vernetzungsreaktion befähigt sind.

Ferner kann nach diesem Verfahren auch ein Harz von Nicht-Lösungs-Typ wirksam für die rückwärtige Beschichtung verwendet werden, da es auch ohne Verwendung eines Lösungsmittels innerhalb kurzer Zeit gehärtet werden kann.

Als aktive Energiestrahlung für die Vernetzung der rückwärtigen Schicht kann man Elektronenstrahlen einsetzen, welche aus Strahlenbeschleunigern erhalten werden. Ferner kommen in Frage γ-Strahlen von Co , ß-Strahlen von ⁰

und Röntgenstrahlen eines Röntgenstrahlengenerators usw.

Unter dem Gesichtspunkt der leichten Steuerbarkeit der Absorptionsdosis, der Einfügung in die Produktionslinie und der Abschirmung der ionisierenden Strahlung ist es

I NAG^EkEiCHi J

besonders vorteilhaft, die Strahlung eines Strahlungsbeschleunigers zu verwenden. Unter dem Gesichtspunkt der Charakteristika der verwendeten Strahlen ist es bevorzugt, eine Beschleunigungsspannung von 100 bis 750 KV und vorzugsweise 150 bis 300 KV zu wählen sowie eine Absorptionsdosis im Bereich von 0,5 bis 20 Mrad, um die gewünschte Penetrationsfähigkeit zu gewährleisten.

Für die Härtung der rückwärtigen Beschichtung ist ein Strahlungsbeschleuniger mit niedriger Dosierung (Elektronen-Vorhang-System) der Energy Science Co., USA, bevorzugt, und zwar unter dem Gesichtspunkt der leichten Einfügbarkeit in eine Produktionslinie für die Bandbeschichtung sowie unter dem Gesichtspunkt der Abschirmung der sekundären Röntgenstrahlen innerhalb des Beschleunigers . Es ist natürlich auch möglich, einen Van de Graaff-Beschleuniger zu verwenden, welcher bisher weithin als Strahlungsbeschleunigungsgerät verwendet wurde.

Es ist ferner wichtig, daß man die Vernetzung durch Bestrahlung in einem Inertgasstrom durchführt, z.B. in einem Stickstoffgasstrom, einem Heliumgasstrom oder dergl. Es ist äußerst nachteilig, die Bestrahlung an Luft durchzuführen, da sich Ozon bildet. Dieses wirkt sich dahingehend aus, daß die im Polymeren gebildeten Radikale daran gehindert werden, Vernetzungsreaktionen einzugehen.

Es ist somit äußerst wichtig, unter einer Inertgasatmosphäre zu arbeiten, z.B. unter N₂, He oder CO₂, wobei die Sauerstoffkonzentration maximal 1# betragen darf.

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Das Bindemittel kann ferner als eine weitere Komponente ein strahlungshärtbares Monomeres, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid oder Methacrylamid enthalten.

Um die Abrasionsfestigkeit, die Adhäsion und die Flexibilität des strahlungshärtbaren Harzes zu verbessern, kann man dieses mit einem Polyurethan-Elastomeren, einem Polyurethan-Präpolymeren, einem Acrylnitril-Butadien-Copolymer-Elastomeren oder einem Polybutadien-Elastomeren kombinieren. Ferner kann man ein Epoxyharz, ein Phenoxyharz, ein Cellulosederivat oder ein Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeres zusetzen.

Wenn die rückwärtige Beschichtung aus einem strahlungshärtbaren Bindemittel besteht, so erhält man eine gleichförmigere und zähere rückwärtige Beschichtung als im Falle eines wärmehärtbaren Bindemittels.

Die Anwesenheit der rückwärtigen Beschichtung führt zu einer Steierung des Klirrens. Dabei handelt es sich um eine feine Phasenmodulation in der Nähe der Aufzeichnungsfrequenz. Dieses Phänomen steht in Zusammenhang mit der

NACHGjREiCHT^

i if- Mf-

Glattheit des Bandlaufs. Dieses Problem kann gelöst werden durch Einverleibung einer sehr kleinen Menge eines Gleitmittels vom Fettsäuretyp oder vom Fettsäureester-Typ. Solch eine Säure oder solch ein Ester umfaßt vorzugsweise 10 bis 22 Kohlenstoffatome. Es kann sich z. B. um Laurinsäure, Stearinsäure, Myristinsäure oder Gemische derselben handeln. Ein ausreichender Effekt wird erzielt, wenn man eine Menge von bis zu 3 Gewichts%, bezogen auf das Gesamtgewicht der rückwärtigen Beschichtung, einsetzt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. In den folgenden Beispielen wird die magnetische Beschichtung durch. Vakuumdampfabscheidung ausgebildet. Dabei wird eine magnetische Legierungsbeschichtung gewählt, welche aus 80 Gew.°s Kobalt und 20 Gew. % Nikkei besteht. Sie wird durch Dampfabscheidung auf der Oberfläche einer Polyethylenterephthalat-Folie aufgebracht, und zwar in einer Dicke von etwa 1500 X durch Schräg-Dampfabscheidung. Die Oberflächenrauhigkeit beträgt etwa 0, 01 um.

Beispiel 1

Ein Gemisch folgender Zusammensetzung wird für die rückwärtige Beschichtung verwendet.

Gew.Teile

Vinylchlorid-Vinylacetat-Viny!alkohol
Copolymeres (VAGH; UCC) 30

Polyurethan-Präpolymeres (Desmocol 22) 20

Ruß (Teilchengröße 80 mpm) 25

CaCO₃ (Teilchengröße 40 mym) 25

Methylethylketon .. 200

Zu diesem Gemisch gibt man 30 Gewichtsteile PoXyisocyanat (Desmodule L), dann wird die Mischung durchmischt. Sie wird auf die vorerwähnte Polyesterfolie aufgetragen,

die bereits eine magnetische Beschichtung trägt, und zwar in einer Dicke von 1,5 um. Dann, wird die Beschichtung getrocknet, einer Kalanderbehandlung unterzogen und schließlich einer Wärmehärtung. Die dabei erhaltene Folie wird zu Videobändern zerschnitten..

Die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung wird durch Einstellung der Kalanderbehandlung auf verschiedene Werte im Bereich von 0,05 bis 0,4 μπι variiert.

Beispiel 2

Es wird ein Videoband auf die gleiche Weise und unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch für die rückwärtige Beschichtung die folgende Masse verwendet wird.

"Gew .Teile

Nitrocellulose (Nitrocellulose,hergestellt von Dicel LTD.) 30

Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres (VAGH) 20

Ruß (Teilchengröße 100 mum) 30

Polyurethan-Präpolymeres (Desmocpl 22) 50 BaSO₄ (Teilchengröße 80 πιμπι) 20

Beispiel 3

Gew.Teile Ruß (20 mum) 20

Acryl-modifiziertes Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres a) 30

Kaolin (Teilchengröße 500 mum) 25

Acryl-modifiziertes Polyurethan-Elastomeres e) 20

Lösungsmittelgemisch (MIBK/Toluol=1:1) 300

Ein Gemisch mit dieser Zusammensetzung wird 5 Stunden in einer Kugelmühle dispergiert und die erhaltene Mischung

wird auf die rückwärtige Oberfläche einer Polyesterfolie aufgetragen, welche bereits eine magnetische Beschichtung trägt. Dabei erhält man eine Dicke der rückwärtigen Beschichtung in trockenem Zustand von 1,5 um. Sodann wird die rückwärtige Beschichtung mit Elektronenstrahlen unter Stickstoff bestrahlt, wobei man einen Elektronenstrahlbeschleuniger vom Vorhang-Typ verwendet und eine Beschleunigungsspannung von 150 KeV wählt sowie einen Elektrodenstrom von 10 mA. Die Absorptionsdosis beträgt 5 Mrad. Anschliessend wird die beschichtete Folie kalandriert und auf eine Spule aufgewickelt und zu Videobändern mit einer Breite von 1,25 cm (1/2 Zoll) geschnitten.

Beispiel 4

Gew.Teile

Ruß C Teilchengröße 20 mum) 25

CaCO₃ (Teilchengröße 100 ΐημίη) 25

Acryl-modifiziertes Polyesterharz c) 60 Lösungsmittelgemisch 300

Dieses Gemisch wird in gleicher Weise wie in Beispiel 3 verarbeitet, wobei man ebenfalls ein Band erhält.

Beispiel 5

Gew.Teile

Ruß (Teilchengröße 60 mpm) 20

Kaolin (Teilchengröße 80 mum) 20

CaCO₃ (Teilchengröße 100 mum) . 20 Acryl-modifiziertes Polyester-Elastomeres e^ 30

Vinylchlor id-Vinylacetat-Vinylalkohol *-
Copolymeres (VAGH) 70

Lösungsmittelgemisch 300

Dieses Gemisch wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 verarbeitet, wobei man ein Band erhält.

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Vergleichsbeispiele T, 2 urid 3

In Beispiel 1 wird CaCO, durch die gleiche Menge an RuJS ersetzt (Vergleichsbeispiel 1). in gleicher Weise wird In Beispiel 1 der Ruß durch die gleiche Menge an CaCO- ersetzt (Vergleichsbeispiel 2). Ferner werden in Beispiel 1 der Ruß und CaCO₃ ersetzt durch die gleichen Mengen an Al₂O₃-Pulver (600 rnpni) (Vergleichsbeispiel 3) . Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1

Y-S/N (dB)

¹ReTb ungs ko-

;eff iz ie nt

1 Lauf lTOOLaufe

Locke rung

Signalausfälle "ILaufiOQ L

Abrasion d. magnetisch. Schicht

Abrasion d.
rückwärt.
Beschicht■

elektr.
Widerstand
CO/cm*)

Oberfl, rauhigkeit

Beispiell Beispiel2 Beispiel 3 Beispiel 4

Seispiel 5

Vergleichsi

Vergleichs-Beispiel 2

/ergleichsjeispiel 3

+1.0 +0.9 +0.5 +0.6 +0.6

+0.6 +1.0

0.30 0.31 0.29 0.28 0.29

0.30 0.31 0.31

0.33 0.34 0.32 0.31 0.32

0.34 0.35 0.55

50 60 50 55 50

50 250 255

100

100

80

75

95

350

1500

2 χ 10"

3 χ ΙΟ"

4 χ 10

1 χ ΙΟ'

1 χ 10

2' χ 10

2 χ 10

3 χ 10

0.15 0.12 0.28 0.25 0.30

0.32 0.20 0.50

Bemerkung: Y-S/N ist ein Relativwert auf der Basis des Wertes von Vergleichsbeispiel 3, welcher auf 0 dB festgesetzt wurde.

(Q) .ausge- / O gut'/ X nicht gut zeichnet

30- 2# -

Durch die Lauftests unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit bei' 40⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 801 werden die Unterschiede deutlich, die dem Typ des Füllstoffs zuzuschreiben sind und die bei einem Lauftest unter normalen Bedingungen nicht so deutlich hervortreten. Das Produkt von Vergleichsbeispiel 1 erleidet beim Lauftest bei 40⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 80 % eine Abrasion der rückwärtigen Beschichtung, da Ruß verwendet wurde und die Beschichtung brüchig ist. Ferner ist der elektrische Widerstand niedrig und die dünne ferromagnetische Schicht weist ebenfalls einen niedrigen elektrischen Widerstand auf. Dadurch wird die Bandwicklung kaum festgezogen. Da beide Schichten einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweisen, verhalten sie sich beim Aufwickeln schlüpfrig, was zu einem instabilen Wicklungszustand führt, und es werden Unregelmäßigkeiten beim Wicklungszustand CLockerungsphänomen) beobachtet.

Bei den Vergleichsbeispielen 2 und 3 haben CaCO, und Al₂O.? einen hohen elektrischen Widerstand. Es kommt somit leicht zu Signalausfällen. Da die dünne ferromagnetische Schicht einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, wird kein Lockerungsphänomen beobachtet, obwohl der elektrische Widerstand der rückwärtigen Beschichtung hoch ist. CaCO., hat eine Härte von weniger als 6 und führt nicht zu nachteiligen Effekten auf die Oberfläche der dünnen ferromagnetischen Schicht. Demgegenüber weist Al₂O,eine hohe Härte auf und beeinflußt die Oberfläche der magnetischen Schicht. Es wird eine Abrasion der magnetischen Schicht beobachtet.

Das im Beispiel 1 erhaltene magnetische Aufzeichnungsmedium wird zu einem Band mit der Breite eines Videobandes geschnitten. Man laßt dieses Band in einem. Videorecorder mit einer Geschwindigkeit von 3,8 m/s laufen. Die Aufzeichnung und die Wiedergabe werden bei einer Hauptfrequenz von 5MHz

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durchgeführt. Das S/N-Verhältnis wird ermittelt. Wenn die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung 0,4 um übersteigt, so sinkt das Ausgangssignal beträchtlich ab und das S/N-Verhältnis fällt um mindestens 1 dB ab. Wenn andererseits die Oberflächenrauhigkeit unter 0,05 μηι liegt, ist die Reibung der rückwärtigen Beschichtung zu groß, und es ist schwer, einen glatten Bandlauf zu erhalten.

Die verschiedenen Charakteristika wurden folgendermaßen gemessen.

Reibungskoeffizient

Es wird ein Magnetband vor dem Bandlauf betrachtet sowie nach einem lOOmal wiederholten Bandlauf. Das Band wird um einen polierten Aluminiumzylinder mit einem Durchmesser von 4 mm gelegt, und zwar in einem Winkel von 180°, so daß die rückwärtige Beschichtung innen liegt« Man läßt das Band mit 2 cm/s laufen. Die Spannung auf der Seite der Bandführung und auf der Aufwickelseite werden gemessen. Der Reibungskoeffizient wird aus den gemessenen Werten errechnet.

Lockerungsphänomen

Es wird ein Videobandgerät vom VHS-System verwendet. Man läßt das Band lOOmal bei 40°C und einer relativen Feuchtigkeit von 8 0 % laufen. Dann werden die Windungen des Bandes visuell untersucht. Ein guter Wickelzustand liegt vor, falls keine Zwischenräume zwischen den Bandwindungen beobachtet werden. Dieser Fall wird mit 0 bezeichnet. Ein ungenügender Wickelzustand liegt vor, falls solche Zwischenräume zwischen den B.ändwindungen beobachtet werden. Dieser Fall wird mit X bezeichnet.

Abrasion der rückwärtigen Beschichtung

Es wird wiederum ein herkömmliches Vedeobandgerät. vom VHS-System verwendet. Man läßt das Band lOOmal bei 4O⁰C

und 80 % relativer Feuchtigkeit, laufen. Dann werden die Verfleckungen in der Kassette untersucht. Falls Verflekkungen beobachtet werden, wird dies mit X angegeben. Falls keine Verfleckungen beobachtet werden, wird dies mit 0 bezeichnet.

Elektromagnetische Charakteristika

1. Das S/N-Verhältnis (Relativwert) wird angegeben für die Aufzeichnung und Wiedergabe bei einer Hauptfrequenz von 5 MHz. Ein VTR vom VHS-System wird derart modifiziert, daß es bis zu 5 MHz messen kann.

2. Die Signalausfälle werden bei 15 pS gemessen und als Zahl/min angegeben.

Elektronenmikroskopische Methode

1. Die durchschnittliche Teilchengröße wird mittels eines Transmissions-Elektronenmikroskops bestimmt, indem man bei jedem Band eine Probe auswählt.

2. Mittels eines Elektronenmikroskops vom rasternden Typ wird ein Querschnitt fotographiert. In diesem Fall kommt es leicht vor, daß die Teilchen koaguliert sind. Falls die Teilchengröße wesentlich variiert, wird die minimale Teilchengröße als Wert für die durchschnittliche Teilchengröße genommen.

Oberflächenrauhigkeit

Die Oberflächenrauhigkeit wird als Mittelwert von 20 PunktenCR-Q) ermittelt, und zwar aus einer Kartierung, die mit

der Tallistep-Methode (Taylor-Hobson Co.) gewonnen wird. Der Abbruchwert beträgt 0,17 mm; der Nadeldruck beträgt

2 mg, und es wird eine Nadel mit den Abmessungen 0,1 χ 2,5 pm verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer Kunststoff-Basisfolie, einer dünnen, magnetischen Metallbeschichtung auf einer Seite der Basisfolie und einer rückwärtigen Beschichtung auf der anderen Seite der Basisfolie, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Beschichtung im wesentlichen aus einem wärmegehärteten oder strahlungsgehärteten Harz und darin dispergiertem Ruß und pulverförmiger anorganischer Verbindung besteht, und daß die Oberflächenrauhigkeit der rückwärtigen Beschichtung 0,05 bis 0,4 um beträgt, der Ruß eine durchschnittliche Teilchengröße von 10 bis 150 mum, gemessen mit dem Elektronenmikroskop, aufweist, die pulverförmige anorganische Verbindung eine Mohshärte von höchstens 6 und eine Teilchengröße von 10 bis 500 mum aufweist und das Verhältnis von Ruß zu der pulverförmigen anorganischen Verbindung von 1 : 9 bis 9 : 1 beträgt.

2. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmegehärtete Harz aus einem wärmehärtbaren Bindemittel erhalten wurde, das Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymeres, PoIyurethan-Präpolymeres und Polyisocyanat enthält.

3. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Bindemittel zusätzlich Nitrocellulose enthält.

4. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsgehärtete Harz aus einem strahlungshärtbaren Bindemittel erhalten wurde, das im wesentlichen aus einem strahlungsempfindlichen Harz besteht.

-... >-TB!** lulu vfimwin^mm

NACHGEREiCHT

5. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, daß das strahlungsempfindliche Harz strahlungshärtbare Acryl-DoppeIbindungen, Malein-Doppelbindungen oder Doppelbindungen vom AHyl-Typ aufweist.